作为名扬中外的诺贝尔物理学奖获得者，李政道博士不但在科学研究上成绩卓著，而且首创性地提出“科艺相通”理论：艺术与科学是一枚硬币的两面，它们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒性。艺术和科学的共同基础是人类的创造力,它们追求的目标都是真理的普遍性。
李政道以屈原的《天问》为例，认为其是“基于几何学的分析，应用精确的推理，并且以气势磅礴的诗句写成的宇宙学论文”，既有非常浪漫的形象设问，又有严密的逻辑推理，“最深刻地体现了科学与艺术的统一”，具有“中国文化固有的内涵”，是典型的科学与艺术融合的范例，使人享受到由此产生的综合美是不言而喻的。
李政道博士还身体力行，亲自多次组织科学家和艺术家对话。例如1993年李政道博士首倡并和著名国画大师黄胄联袂在北京炎黄艺术馆举行“科学与艺术”研讨会。科学家陈省身、卢嘉锡、钱伟长、朱光亚、周光召、严东生、王大珩和艺术家张仃、吴冠中、靳尚宜、袁运甫、郭燕等近200名科学界、艺术界人士围绕绘画、陶瓷、音乐就科学与艺术的地位等问题进行了研讨，得到钱学森先生的高度评价。
正如吴冠中所说：“科学探索宇宙之奥秘，艺术探索感情之奥秘，奥秘与奥秘间隐有通途”。

2013年，李政道先生在上海交通大学设立李政道科学与艺术讲座基金，用以支持以科学题材为主题、全国性的艺术创作比赛及展览，以期进一步推动科学与艺术的融合，建立科学与艺术的合作与交流平台。
2015年11月，由上海交通大学和上海市科学技术协会共同主办的“2015年引力与广义相对论国际科学研讨会暨李政道科学与艺术作品展”在上海交通大学李政道图书馆举行。以“引力和广义相对论”为创作主题，来自世界各地艺术家的28件艺术作品亮相本次科学与艺术作品展，向观众演绎了一个艺术与科学相互交融的神秘世界。