วิทยาลัยอาชีวศึกษาเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์ (ชลบุรี) เดิมชื่อ วิทยาลัยการอาชีพพานทอง ประกาศจัดตั้งเมื่อ 24กุมภาพันธ์2540โดยนายสุขวิช รังสิตพลรัฐมนตรีว่าการกนะทรวงศึกษาธิการในขณะนั้น ต่อมากระทรวงศึกษาธิการ โดยสำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา และกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยสำนักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ ได้ร่วมกันจัดทำโครงการจัดตั้งโรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์นำร่อง โดยมีวิทยาลัยการอาชีพพานทอง เป็นสถานศึกษานำร่องแห่งแรก และได้รับความเห็นชอบจากคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 2550 ต่อมากระทรวงศึกษาธิการจึงประกาศเปลี่ยนชื่อวิทยาลัยเมื่อวันที่ 21พฤษภาคม 2552 เพื่อรองรับการขยายผลของนักเรียนโรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์ โดยใช้รูปแบบของห้องเรียนพิเศษในสถานศึกษาที่มีอยู่เดิม (school in school)โรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์ Science-Based Technology Schoolเป็นโรงเรียนระดับชาติ (national school) จัดการศึกษาในระดับการศึกษาพื้นฐานช่วงชั้นที่ 4 (มัธยมศึกษาตอนปลาย) ที่มีหลักสูตรครอบคลุมการเรียนวิชาทั้งสายสามัญและสายอาชีพ เพื่อรองรับนักเรียนที่มีความสามารถพิเศษ (talented children) ทางการประดิษฐ์คิดค้น และพัฒนาเชิงเทคโนโลยี โดยส่งเสริมการพัฒนาศักยภาพ กระบวนการเรียนรู้และความสนใจที่จะพัฒนาตนเองไปสู่การเป็น"นักเทคโนโลยี"ในอนาคต ซึ่งถือเป็นจุดเด่นที่แตกต่างจากสายอาชีพแบบเดิมที่เน้นการผลิตกำลังคนในระดับผู้ใช้เทคโนโลยี หรือสายสามัญที่เน้นการสร้างนักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ดังตัวอย่างของโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ โดยนักเรียนของโรงเรียนเทคโนโลยีฐานวิทยาศาสตร์จะมีความรู้ด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่มีความเข้มข้นเท่านักเรียนสายสามัญ (วิทย์-คณิต) ในขณะที่มีทักษะด้านงานทางเทคโนโลยีเท่าเก่านักเรียนสายอาชีพ ภายใต้การเรียนการสอนแบบ Project-Based learning ที่มุ่งเน้นสร้างทักษะในการแก้ปัญหาและสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ เพื่อรองรับการสร้างนวัตกรรมและสิ่งประดิษฐ์ให้กับภาคการผลิตและบริการต่อไปในอนาคต และเมื่อนักเรียนสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียน จะสามารถเลือกศึกษาต่อได้ทั้งสายอุดมศึกษา หรือสายอาชีพ(ปวส.) ซึ่งจะมีการพัฒนาหลักสูตรพิเศษในการศึกษาเพื่อรองรับนักเรียนกลุ่มนี้เป็นการเฉพาะ