心腦肺血管疾病防治研究。研制8～10項心腦肺血管病早期預防及臨床救治新技術和4～8項心腦肺血管病綜合治療規范化方案；提出對代謝綜合癥進行綜合監測及控制的有效方案；實現年均降低心血管病死亡率2%。

常見惡性腫瘤預防、早診及綜合治療研究。研制10～15項惡性腫瘤預防、早診、治療關鍵技術、產品和綜合方案，使2～3種腫瘤發病率下降10%以上，3～5種腫瘤高危人群的早診率提高20%以上，3～5種腫瘤患者的5年生存率提高5%以上。

重大數字化醫療設備關鍵技術及產品開發。突破數字化、微創等15～20項關鍵技術或核心工藝技術；開發10~15個常規裝備產品及核心部件，30種數字化影像診治設備及人體功能狀態監測分析儀器；爭取3～5個具有知識產權的專利產品進入國際市場；培育一批具有較強自主創新能力的骨干企業。

重大出生缺陷篩查和遺傳病的防治研究。建立我國常見重大出生缺陷篩查和遺傳病綜合優化干預模式，提高結構異常、功能異常、發育缺陷等重大出生缺陷的篩查、診斷和治療技術水平，使我國重大出生缺陷率降低30%。

重大疑難疾病中醫綜合治療研究。制定8～10種具有中醫藥療效優勢和特點的重大疑難疾病診療方案，篩選、提供一批特色突出，效果肯定，適宜推廣的中醫臨床實用診療技術。

國家公共安全應急技術保障工程。重點研究應急平臺的信息互通、數據共享、聯動響應和安全保障技術，開發國家突發公共事件應急總平臺、典型行業應急平臺和典型省地市級應急平臺的技術方案。研究各類災害事故多尺度動態模擬實驗與數值計算技術，綜合應急救援技術，以及移動應急指揮車和移動應急救援車等，使我國的公共安全總體應急能力接近世界發達國家水平。

食品安全關鍵技術。重點開展食源性疾病與食品污染的危險性分析，加強農產品生產過程中的食品安全控制技術研究，進一步完善食品安全綜合監測、溯源和快速預警系統。建立我國食品中病原微生物、農藥和獸藥殘留、化學污染物、生物毒素、食品添加劑等食品危害物的分析平臺，建設2～3個食品危害物風險評估中心/基地；完成150～200項國家檢測方法和標準的制訂工作，研制25～30種標準物質；建立5～10個綜合示范區。

城鎮人居環境改善與保障關鍵技術研究。突破城鎮人居環境的熱島效應、交通噪音、居住區水環境、建筑施工及拆除污染的控制與改善技術，使熱島效應降低20%，交通噪音降低40%，建筑施工及拆除污染降低30%；攻克建筑室內環境中的空氣環境質量、熱濕環境改善與噪音、輻射、化學、生物污染控制技術，使室內環境污染水平降低30%；開發城鎮人居環境規劃設計、監測評估、控制保障等關鍵技術，建設20項城鎮人居環境示范工程。

村鎮空間規劃和土地利用關鍵技術研究。重點研究村鎮空間規劃設計標準與規范、村鎮規劃設計集成技術、基礎設施與社會公共服務設施規劃技術、村鎮用地動態檢測與監控技術、村鎮土地節約/集約利用與優化配置技術、村鎮土地利用評價與預警技術、村鎮污染地與廢棄物修復技術等。

村鎮小康住宅關鍵技術研究與示范。重點研究村鎮住宅性能評價技術、村鎮住宅設計與施工技術、村鎮住宅室內環境監控技術、新材料/新能源應用技術、住區管理技術等，全面提升村鎮住宅的使用功能和環境質量，建設一批村鎮小康住宅示范工程。

心腦肺血管疾病防治研究。研制8～10項心腦肺血管病早期預防及臨床救治新技術和4～8項心腦肺血管病綜合治療規范化方案；提出對代謝綜合癥進行綜合監測及控制的有效方案；實現年均降低心血管病死亡率2%。

常見惡性腫瘤預防、早診及綜合治療研究。研制10～15項惡性腫瘤預防、早診、治療關鍵技術、產品和綜合方案，使2～3種腫瘤發病率下降10%以上，3～5種腫瘤高危人群的早診率提高20%以上，3～5種腫瘤患者的5年生存率提高5%以上。

重大數字化醫療設備關鍵技術及產品開發。突破數字化、微創等15～20項關鍵技術或核心工藝技術；開發10~15個常規裝備產品及核心部件，30種數字化影像診治設備及人體功能狀態監測分析儀器；爭取3～5個具有知識產權的專利產品進入國際市場；培育一批具有較強自主創新能力的骨干企業。

重大出生缺陷篩查和遺傳病的防治研究。建立我國常見重大出生缺陷篩查和遺傳病綜合優化干預模式，提高結構異常、功能異常、發育缺陷等重大出生缺陷的篩查、診斷和治療技術水平，使我國重大出生缺陷率降低30%。

重大疑難疾病中醫綜合治療研究。制定8～10種具有中醫藥療效優勢和特點的重大疑難疾病診療方案，篩選、提供一批特色突出，效果肯定，適宜推廣的中醫臨床實用診療技術。

國家公共安全應急技術保障工程。重點研究應急平臺的信息互通、數據共享、聯動響應和安全保障技術，開發國家突發公共事件應急總平臺、典型行業應急平臺和典型省地市級應急平臺的技術方案。研究各類災害事故多尺度動態模擬實驗與數值計算技術，綜合應急救援技術，以及移動應急指揮車和移動應急救援車等，使我國的公共安全總體應急能力接近世界發達國家水平。

食品安全關鍵技術。重點開展食源性疾病與食品污染的危險性分析，加強農產品生產過程中的食品安全控制技術研究，進一步完善食品安全綜合監測、溯源和快速預警系統。建立我國食品中病原微生物、農藥和獸藥殘留、化學污染物、生物毒素、食品添加劑等食品危害物的分析平臺，建設2～3個食品危害物風險評估中心/基地；完成150～200項國家檢測方法和標準的制訂工作，研制25～30種標準物質；建立5～10個綜合示范區。

城鎮人居環境改善與保障關鍵技術研究。突破城鎮人居環境的熱島效應、交通噪音、居住區水環境、建筑施工及拆除污染的控制與改善技術，使熱島效應降低20%，交通噪音降低40%，建筑施工及拆除污染降低30%；攻克建筑室內環境中的空氣環境質量、熱濕環境改善與噪音、輻射、化學、生物污染控制技術，使室內環境污染水平降低30%；開發城鎮人居環境規劃設計、監測評估、控制保障等關鍵技術，建設20項城鎮人居環境示范工程。

村鎮空間規劃和土地利用關鍵技術研究。重點研究村鎮空間規劃設計標準與規范、村鎮規劃設計集成技術、基礎設施與社會公共服務設施規劃技術、村鎮用地動態檢測與監控技術、村鎮土地節約/集約利用與優化配置技術、村鎮土地利用評價與預警技術、村鎮污染地與廢棄物修復技術等。

村鎮小康住宅關鍵技術研究與示范。重點研究村鎮住宅性能評價技術、村鎮住宅設計與施工技術、村鎮住宅室內環境監控技術、新材料/新能源應用技術、住區管理技術等，全面提升村鎮住宅的使用功能和環境質量，建設一批村鎮小康住宅示范工程。

生命過程的定量研究與系統整合。重點開展遺傳信息的表達與調控，表觀遺傳學,系統生物學,系統發育與進化生物學,生物信息學等研究，建立和完善系統生物學研究平臺和模式生物平臺。

凝聚態物質與新效應。圍繞強關聯體系、軟凝聚態物質、極端條件下凝聚態物質等方面，加強新材料、新現象、新效應、新理論的研究，力爭取得重大突破。

物質深層次結構和宇宙大尺度物理學規律。主要研究粒子物理學前沿基本問題，暗物質與暗能量的本質，微觀和宇觀尺度以及高能、高密、超高壓、超強磁場等極端狀態下的物質結構與物理規律，宇宙的起源和演化等。

核心數學及其在交叉領域的應用。重點研究核心數學中的重大問題，研究數學與物理學、生命科學、信息科學、工程科學、經濟與金融等學科相互交叉而產生的重要數學問題，如離散問題、隨機問題、量子問題、算法問題以及大量非線性現象中的數學理論和方法等。

地球系統過程與資源、環境和災害效應。建立陸基、海基、空基、天基地球觀測與探測系統和共享的地球系統數據庫，提高污染監測和歸趨模擬能力以及對重大災害的預報能力，在大陸動力學、地球各圈層相互作用等方向取得重大進展。

新物質創造與轉化的化學過程。發展物質合成、制備與轉化的新策略、新方法，實現功能分子、凝聚態和聚集態分子功能體系的設計、可控合成、制備與轉化，發展環境友好的新方法、新反應與新路線、新催化劑與新試劑。

腦科學與認知科學。重點研究腦功能的細胞和分子機理，腦重大疾病的發生發展機理，腦發育、可塑性與人類智力的關系，腦的智力發育過程和機制，學習記憶等腦高級認知功能的過程及其神經基礎等。

科學實驗與觀測方法、技術和設備的創新。重點研究生命科學中動態、實時、原位、無損地高靈敏的檢測、分析和成像方法和技術；物質組成、結構及性能的空間、時間高分辨實時、原位觀測和表征的新方法；地球科學和空間科學研究中新觀測手段和信息獲取的新方法。

農業領域。重點研究農業生物功能基因組學，生物多樣性與新品種培育的遺傳學基礎，農業生物災害預測、控制與生物安全，農業資源高效利用與生態保護及修復、農產品營養品質與農產品安全的基礎科學問題，農業可持續發展中的環境和生態問題等。

能源領域。重點研究化石能源高效潔凈利用與轉化，新能源和可再生能源大規模經濟利用，大規模利用核能，提高能源利用效率，巨型互聯電網安全性，氫能規模無污染制備、輸運和存儲等方面的關鍵科學問題。

信息領域。開展微納集成電路與光電子器件，高性能計算與高可信軟件，泛在、可控的下一代信息網絡，海量信息存儲與處理的理論和方法，人機交互理論，信息安全理論等方面研究，為信息技術的發展和應用提供新理論和新方法。

資源環境領域。重點開展水循環與水資源高效利用，戰略性礦產資源和化石能源成礦（藏）規律研究，以及勘探開發和集約利用的新理論與新方法，土地利用與土地覆被變化規律，大規模人類活動的生態影響和區域生態安全，環境質量演變和污染控制，全球變化及其區域響應和適應，中國近海及海洋生態環境演變和海洋安全等研究。

人口與健康領域。重點開展人體生理和病理過程分子與細胞機制，神經、免疫、內分泌系統在健康與疾病發生發展中的作用，藥物作用機理等研究。設置重大傳染病和中醫理論專項，加強病原體傳播變異規律與致病機制和中醫理論研究。

材料領域。重點研究基礎材料改性優化，新材料的理化性質，圍繞低維化、人工結構化、集成化、智能化等新物理構架探索、設計和制備新材料，材料成型、加工的新原理與新方法，材料表征與測量，材料服役行為及與環境的相互作用等。

綜合交叉領域。重點研究極端環境條件制造的科學基礎，復雜系統災變形成及其預測控制，城市化進程中的生態環境、交通物流和社會公共安全相關科學問題，典型地區行業循環經濟系統結構與功能，空間探測等多領域交叉重大科學問題。

重要科學前沿。重點支持經過科學基金培育可望取得重大突破的科學前沿研究，基于重大科學工程開展的科學前沿研究，基于重大國際合作計劃開展的科學前沿研究，需要重點部署的前瞻性基礎研究。

蛋白質研究。圍繞基本生命活動機制、人類重大疾病產生機理與防治、重要生物性狀調控機理，重點部署蛋白質組、基于模式生物的蛋白質功能和系統生物學、蛋白質研究方法學研究。凝聚一批海內外優秀人才，組建若干蛋白質科學領域國家級研究基地，形成我國蛋白質科學研究網絡；在重要蛋白質結構解析和功能研究，人類肝臟蛋白質組研究，重要生物功能蛋白質表達與調控的分子機制等方面取得重大突破。

量子調控研究。探索全新的量子現象，發展量子信息學、關聯電子學、量子通訊、受限小量子體系及人工帶隙系統，重點研究量子通信的載體和調控原理及方法，量子計算，電荷-自旋-相位-軌道等關聯規律以及新的量子調控方法，受限小量子體系的新量子效應，人工帶隙材料的宏觀量子效應，量子調控表征和測量的新原理和新技術基礎。在與量子調控有關的量子現象的基本理論方面取得突破，在實驗室初步實現基于這些現象的新量子調控技術。

納米科學技術研究。重點研究納米材料的可控制備、自組裝和功能化，納米材料的結構、優異特性及其調控機制，納加工與集成原理，概念性和原理性納器件，納電子學，納米生物和醫學，分子聚集體和生物分子的光、電、磁學性質及信息傳遞，單分子行為與操縱，分子機器，納米表征度量學等。建立有中國特色的納米材料、納米器件、納米生物和醫學研究體系，形成若干個在國際上有帶頭作用的研究群體。研究開發納米材料及器件的設計與制造技術，納米級的互補型金屬氧化物半導體（CMOS）器件，納米藥物載體，納米能源轉換材料、環境凈化材料和信息存儲材料。

發育與生殖研究。開展生殖發育過程細胞分化與去分化、組織器官誘導形成和功能建立及機體衰老指令等重大科學問題研究。重點研究干細胞增殖、分化和調控，生殖細胞發生、成熟與受精，胚胎發育的調控機制，體細胞去分化和動物克隆機理，人體生殖功能的衰退與退行性病變的機制，輔助生殖與干細胞技術的安全和倫理等。建立以人類為主體的含非人靈長類的胚胎干細胞庫，建立胚胎干細胞定向分化模型，在體細胞去分化和重獲全能性、干細胞定向有序誘導分化，生殖健康，組織工程和動物克隆等方面實現重大突破。