1999年9月18日，在庆祝中华人民共和国成立50周年之际，党中央、国务院、中央军委决定，对当年为研制“两弹一星”作出突出贡献的23位科技专家予以表彰，并授予于敏、王大珩、王希季、朱光亚、孙家栋、任新民、吴自良、陈芳允、陈能宽、杨嘉墀、周光召、钱学森、屠守锷、黄纬禄、程开甲、彭桓武“两弹一星功勋奖章”，追授王淦昌、邓稼先、赵九章、姚桐斌、钱骥、钱三强、郭永怀“两弹一星功勋奖章”（以上排名按姓氏笔画为序）。
奖章直径80毫米，为99.9%黄金所制，重约515克。奖章主体图案以五星、长城、橄榄枝和光芒组成。
两弹一星功勋奖章共授予23人，主要授予三个方面的人员，航空航天、核武开发、国防科技中有重特大贡献的人。
截至2017年6月11日，健在的两弹一星元勋有5人：程开甲、王希季、于敏、孙家栋、周光召。