Các công trình được trao giải là kết quả của quá trình nghiên cứu dài lâu của các nhà khoa học, có các sản phẩm thuộc các lĩnh vực KH-CN được đánh giá là các công nghệ của tương lai trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0.
Theo Viện Hàn lâm KH-CN Việt Nam, các lĩnh vực khoa học tự nhiên và công nghệ thuộc phạm vi xét tặng Giải thưởng Trần Đại Nghĩa, bao gồm toán học; cơ học; khoa học thông tin và khoa học máy tính; vật lý; hóa học; các khoa học về sự sống; các khoa học về trái đất; khoa học biển; khoa học môi trường và năng lượng.
Đối tượng tham gia Giải thưởng gồm các nhà khoa học người Việt Nam và nước ngoài đã chủ trì các công trình nghiên cứu xuất sắc thuộc các lĩnh vực khoa học tự nhiên (nêu trên), được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế có uy tín hoặc được cấp văn bằng sở hữu trí tuệ trong và ngoài nước (bao gồm cả quyền tác giả); các nhà khoa học tham gia triển khai ứng dụng các công trình đó ở Việt Nam; đã có đóng góp hoặc có triển vọng đóng góp đem lại hiệu quả lớn về kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng cho đất nước; các tổ chức và cá nhân có liên quan.
Theo Viện Hàn lâm KH-CN Việt Nam, hồ sơ đề nghị xét tặng có thể do tổ chức hoặc nhà khoa học có uy tín giới thiệu ứng viên; hoặc do ứng viên tự đề cử. Hội đồng xét Giải thưởng sẽ tiến hành xét chọn từ tháng 1 đến tháng 4.2022. Công trình xuất sắc nhất sẽ được chọn và trao giải thưởng vào tháng 5.2022.