济宁高新技术产业开发区创建于1991年7月，1992年5月被省政府批准为省级高新区，主导产业有工程机械、汽车及零部件、纺织服装、生物医药及光电信息等五大产业。2010年9月，经国务院批准升级为国家高新技术产业开发区。2001年6月16日，市科技局设立高新技术发展及产业化科。2002年，市委、市政府印发《关于进一步加快高新技术产业发展的意见》。2004年，市委、市政府印发《关于加强科技创新进一步加快高新技术产业发展的意见》，大力扶持企业科技创新。2001—2004年，济宁市高新技术产值从38亿增长到196.98亿，高新技术产业产值占规模以上工业总产值的比重由8.9%增长到19.02%，规模以上企业由502家增长到1078家，高新技术企业由46家发展到247家。“十五”期间，全市高新技术产业产值由2000年的27.1亿元增长到2005年的327.89亿元，累计完成753.19亿元，高新技术产业产值占规模以上工业产值的比重由7.2%增长到22.41%，占比年均提高3.04个百分点。2005年，新认定高新技术企业106家，“十五”期间共认定高新技术企业266家，全市高新技术企业总数达到309家。2006年，全市高新技术产业产值达到466.11亿元，同比增长31.67%。全市高新技术产业统计29个行业中，有23个行业高新技术产业产值过亿元，其中7个行业产值超过30亿元。2008年，全市高新技术产业产值达到1013.13亿元，同比增长28.32%，高新技术产业产值占规模以上工业产值的比重达到30.81%，比年初提高1.86个百分点，首次超过全省平均水平。2008年，新认定高新技术企业70家，全市高新技术企业总数达到525家。2010年，全市高新技术产业产值达到1603.34亿元，高新技术产业产值占规模以上工业产值的比重达到35.54%，纳入高新技术产业统计范围的企业增加到1082家，纳入统计的行业增加到36个，9个支柱行业产值超过50亿元。2010年，全市高新技术产业产值及占比均创历史新高，占比和占比提高增幅均超过全省平均水平，圆满完成“十一五”末高新技术产业产值占规模以上工业产值35%的目标。
生物技术产业
国家火炬计划济宁生物技术产业基地地处济宁高新区内，2002年9月被国家科技部火炬中心批准为国家级特色产业基地。2010年，基地销售收入98亿元，工业总产值102亿元，对全市经济带动效果明显，仅区内菱花、辰欣药业、雪花生物3家企业产品销售收入就达到67.3亿元，利税12.9亿元，超过了基地初建时的经济总量。
工程机械产业
2004年1月，国家火炬计划济宁工程机械产业基地经国家科技部批准成立，有6家骨干企业，有着较强的科研开发、自主创新能力和较高的国际化程度。2010年，基地内企业实现工业总产值379亿元，基地主导产品大中马力推土机、液压挖掘机产量居全国之首，国内市场占有率达65%。山推工程机械股份有限公司成为全国生产全系列推土机等工程机械及其零部件产品的国家大型一类骨干企业，中国机械工业效益百强企业，全国500家最大机械工业企业之一，被国务院机电办、原国家经贸委批准为出口基地，拥有进出口自营权。2010年实现工业总产值98亿元，产品销售收入133亿元，利润10.5亿元，上缴税金4.7亿元。
新材料产业
2006年1月，国家火炬计划济宁纺织新材料产业基地经国家科技部批准成立，陆续进驻如意、樱花、鲁意、嘉达、宏大、泰山玻纤、邹城恒泰玻纤、兖州创佳玻纤等8家高新技术企业。2010年，基地实现销售收入143亿元，纺织新材料产业拉动了全市经济快速增长。
光电产业
2010年7月，济宁光电特色产业基地被国家科技部批准为国家火炬计划济宁光电特色产业基地，拥有山东英特力光通信有限公司、山东新风光电子科技发展有限公司、济宁科力光电产业有限公司、泰山玻璃纤维邹城有限公司、嘉祥正大电子有限公司、济宁高科股份有限公司、山东英克莱集团有限公司、山东省科学院激光研究所济宁山科技术总公司、济宁正和电子有限公司等科技型企业。引进台联电集团，投资建设宝霖光电、冠铨光电、元鸿电子材料等生产LED外延片、芯片、蓝宝石衬底材料等高科技项目，企业间初步形成相互依存、配套协作的产业链。2010年，光电产业基地实现产值19亿元。
电子信息改造传统产业
“十五”期间，济宁市电子信息产业处于快速发展阶段，在光通讯、电子材料、推广应用类产品等领域形成特色和优势。2002年，济宁市被山东省科技厅列为山东省首批制造业信息化工程建设示范城市。2002年后，依托以金网电子、科威软件、国强通软以及制造业信息化示范企业内部的工程技术研究中心为核心的信息技术攻关和产品研发队伍，把制造业信息化工程作为实现以信息化带动工业化的突破口，不断营造推进制造业信息化的良好环境，推广应用制造业信息化技术进程。2005年，全市规模以上电子信息产品制造企业31家，其中18家列为高新技术企业，总资产16.5亿元，从业人员1.7万人。