Die höchste Auszeichnung der Akademie ist die Leopoldina-Ehrenmitgliedschaft für Mitglieder, die sich in besonderem Maße als Wissenschaftler und für die Akademie verdient gemacht haben. Neben anderen erhielten die Physiker Max Planck (1941) und Werner Heisenberg (1967) die Auszeichnung. Im Jahr 2011 wurde dem Leopoldina-Altpräsidenten Volker ter Meulen die Ehrenmitgliedschaft für seinen Einsatz zur Ernennung der Leopoldina zur Nationalen Akademie der Wissenschaften verliehen.

Mit dem Titel Ehrenförderer zeichnet die Leopoldina Nichtmitglieder aus, die in ihrem Wirkungskreis das Wohl der Akademie entscheidend befördert haben. Unter anderem gehören Berthold Beitz (1987) und Wolfgang Frühwald (1995) zu den Ehrenförderern.