“不要只做那些穩妥的項目，要挑戰那些真正棘手的問題。”這是沃倫·巴菲特給予蓋茨夫婦的建議。基于此，在蓋茨基金會鎖定的三大領域中，以艾滋病、瘧疾、脊髓灰質炎、結核等致命感染性疾病預防、控制和消除為主的“全球健康”項目占據了基金會60%的投入，這些資金主要用于資助對付這些疾病的新工具、新方法的創意研發。

2007年，蓋茨基金會在中國設立海外第一家代表處，其在中國的運作模式是，尋找合適的合作伙伴，由蓋茨基金會提供資金和技術，由本土的組織負責執行，基金會并不親自做項目。

蓋茨基金會在中國的第一個項目就是與中國衛生部和國務院防治艾滋病工作委員會合作開展艾滋病防治工作，計劃在5年時間投入5000萬美元，其中2000萬美元將交由當時中國衛生部的疾病預防與控制機構，2000萬美元將提供給中國艾滋病防治領域的非政府組織，另1000萬美元用于技術支持，以此來減緩艾滋病在中國的傳播。

在結核病防治方面，2009年4月，蓋茨基金會與當時中國衛生部合作，通過運用最新的結核病防治技術，加強結核病的診斷和治療，進而加強中國國家結核病防治。按照規劃，蓋茨基金會將在2009年~2014年為中國提供3300萬美元資助。合作項目前兩年半為開發階段，通過在局部地區試點，來檢驗新工具和創新的衛生服務提供方式的可行性和有效性；后兩年半為示范階段，優選開發階段中最有效的創新方法，并將其整合為新的結核病防治模式，同時在20個地市逐步推廣。

還有在中國推行的醫療煙草項目，通過全球煙草技術支持協會為美國艾默利大學提供了1400萬美元的資金，用于支持其與中國城市建立合作伙伴關系，從而共同研發有效的煙草控制措施和政策。而在2011年6月，蓋茨基金會還和百度基金會簽署了備忘錄，開始在中國開展控煙項目。

此外，2011年蓋茨基金會還與中國最大的疫苗生產企業中國生物技術集團公司達成合作，由蓋茨基金會通過多種形式的資助，用于支持中國生物技術集團公司口服液體脊髓灰質炎疫苗(OPV)新生產基地的建設。

而在此之前，在蓋茨基金會的資助下，中生集團曾研發、生產了中國第一個批量出口的乙腦減毒活疫苗。而早在2010年，蓋茨夫婦已宣布將在10年內投入100億美元用于疫苗研究和接種。

在去年比爾·蓋茨中文版《2013年度公開信》發布會上，蓋茨基金會中國項目主任葉雷透露，下階段蓋茨基金會中國項目將逐步增加農業、衛生領域的戰略性投資，直接性援助資金將逐步減少。

根據當時的統計，蓋茨基金會在中國的總承諾捐贈已超過2億美元。其中，蓋茨基金會在健康和農業領域的直接項目投資額已達到1.1億美元，其他捐贈為間接投入，由蓋茨基金會的全球合作伙伴和受贈機構執行。

值得注意的是，蓋茨基金會已開始在全球開展財務投資的慈善做法，截止到目前已有30多個財務投資的公司。

其在中國的第一個財務投資項目則始于今年8月18日，蓋茨基金會為杭州優思達生物技術有限公司提供為期三年總計1127萬美元的資助，支持其進行“艾滋病病毒載量床旁診斷技術”和“結核病分子檢測技術”的研發。這個總額1127萬美元的資助包括500多萬美元的純贈款和600萬美元的財務投資。

對于這類財務投資項目，蓋茨基金會的打算是，如果這類被發現的好企業正處于初期高風險研發階段，蓋茨基金會就以贈款的方式資助其研發；如果已經進入產品開發期，蓋茨基金會就以財務投資的方式進去，并持有股份，同時蓋茨基金會會給所投企業帶來全球資源。