Lorsqu’un chercheur quitte son pays pour travailler dans un laboratoire étranger, l’effet de ce départ ne se limite pas à une perte ou à un gain de personnel. L’expression de « fuite des cerveaux » s’impose au XXe siècle, dans un contexte de forte concurrence internationale pour les scientifiques, les médecins et les ingénieurs. Les écarts de rémunération ne suffisent pas à expliquer ces mobilités : les moyens des laboratoires, la stabilité politique, la liberté académique, les réseaux professionnels et les possibilités de financement jouent également un rôle majeur. La migration d’un chercheur peut ainsi s’inscrire dans une stratégie individuelle rationnelle tout en suscitant des interrogations collectives pour son pays de départ.
La notion de « fuite des cerveaux » insiste sur le déséquilibre entre les pays qui forment des diplômés et ceux qui bénéficient de leur activité. Un État peut craindre de perdre les compétences nécessaires au développement de ses universités, de ses hôpitaux ou de ses industries. À l’inverse, les pays d’accueil renforcent leurs capacités d’innovation et diversifient leurs communautés scientifiques. Les États-Unis bénéficient notamment de l’attractivité de leurs établissements d’enseignement supérieur et de leur marché de l’emploi technologique. Les politiques migratoires et les conditions de délivrance des visas deviennent dès lors des instruments indirects de la compétition économique et scientifique internationale.
L’analyse contemporaine s’intéresse également aux circulations et aux retours de compétences. De nombreux chercheurs circulent temporairement, collaborent avec des équipes dans leur pays d’origine, reviennent y travailler ou participent à des transferts de compétences à distance. On parle alors de « circulation des cerveaux » ou de « brain gain » lorsque ces mobilités produisent des bénéfices pour les territoires de départ. Les effets dépendent des possibilités de retour, de l’existence d’entreprises innovantes et de la qualité des institutions nationales. La mobilité scientifique devient un atout pour les pays d’origine lorsqu’ils disposent d’institutions capables de prolonger les échanges avec leurs chercheurs expatriés.