暗物质和暗能量的关键实验装臵，使我国科学家在这一重要基本科学问题研究中能有所作为。
物质结构与性状调控。人类可以对分子、原子和电子实现调控，进而按需设计和合成新材料、调节粒子间相互作用、产生奇异物态。这将可能是人类对物质世界认识与调控的新飞跃。需要加紧部署利用新一代光源、先进中子源及各类极端条件实验装臵，使在该领域的研究居世界前列，为信息、能源革命提供新的科学基础。
人造生命与合成生物学。其核心问题是阐明生命特征、解析生命本质、合成人造生命，进而认识复杂生命体系分化演化规律，实现细胞编程的人工调控，创新生物技术。要前瞻部署，使在这一基本科学问题研究能有所突破。
光合作用。是利用太阳能把二氧化碳和水等无机物合成有机物并放出氧气的过程。需要进一步阐明其高效吸收、能量传输转化的分子、量子机制，碳元素代谢网络及调控因子等。努力在基础研究、物种筛选改良、仿生技术和工程化等方面取得重大进展。
5、发展迅速的综合交叉前沿方向
纳米科技。我国已与国际同步，下一步研究重点应是：在物质与生命科学领域，探索纳米尺度新现象与新效应，开
拓新应用，促进纳米技术在信息、能源、制造、健康和环境等领域的应用等，保持竞争优势，支持产业发展。
空间科学及科学卫星。是以航天器为工作平台，研究日地间、行星间和整个宇宙空间的天文、物理、化学及生命等自然现象及其规律的交叉科学，能引领带动空间技术发展，是重要战略高科技领域。应以科学目标为牵引，加快发展空间科学卫星系列，为建设空间强国提供新的知识泉源和科技支撑。
数学及复杂系统研究。基本任务是寻找复杂系统的简洁规律。对象包括自然界、社会、工程、脑与认知等复杂系统，涉及数学、自然科学、技术工程学、经济、社会人文科学及其交叉领域。要在复杂性的本质认识和分析逻辑体系方面取得突破，为分析处理复杂系统提供新的科学方法。
四、加快国家创新体系建设，走中国特色科技创新道路 胡锦涛总书记多次强调，要加快提高自主创新能力，推进国家创新体系建设，坚定不移走中国特色自主创新道路。当前，中国特色国家创新体系建设已取得重要进展，我国科技创新能力显著提升。但应当清醒地看到，我国科技工作仍以跟踪模仿为主，原创科学成就和自主创造的关键核心技术
还比较少，走出一条中国特色的自主创新道路，任务紧迫、责任重大。
纵观一些国家创新发展史，一般都经历从模仿到自主创新的转变，但这种转变不是自然发生的。那些成功实现转变的国家，都是从本国国情出发，主动探索转变的途径和方式。政府往往发挥主导作用，适时调整发展战略，完善法律制度，构建公平诚信、鼓励创新的市场环境、投融资环境和社会文化环境；优先改革发展教育，提高国民素质，培养凝聚创新创业人才；加大创新投入，前瞻部署科技发展战略和创新基础设施建设；引导扶持企业创新，改革体制机制，构建国家创新体系；促进国际交流合作，促进知识、人才、技术的流动和转化，提升创新动力与活力。
我国也正面临从跟踪模仿为主向自主创新的战略转变。由于国情、发展阶段和制度文化不同，我们应当借鉴但决不能简单照搬他国科技发展的体制与模式。既要面向世界、面向未来，更要从我国实际和现代化建设的需求出发，走一条符合规律、符合国情和时代的创新道路。
1、坚持开放，有效利用全球创新资源。我国的发展得益于开放，我国科技的进步也得益于开放。面向未来，要以更加开放的心态对待人类创造的一切知识和技术，把有效利用全球创新资源作为自主创新的重要基础和起点，防止把自
主创新异化为自我封闭，搞大而全小而全。要不断拓展全球视野和战略眼光，加强国际交流合作，坚持自主、合作、共赢，共创共享全球科技资源，培育具有强大创新能力和国际品牌的跨国企业。前瞻部署基础前沿研究，提升我国科学和技术的原创能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力，大幅降低对外技术的依赖程度，在全球科技竞争合作中赢得优势和主动权。
2、坚持以人为本，凝聚造就创新创业人才。将沉重的人口压力转化为取之不尽、富有创新活力的人力资源，是提升国家创造力的根本所在。中国的发展提供了世界上最为广阔多样的创新创业机会，要不断完善引进海外人才的政策举措，以公平、多样的发展机会和事业吸引、凝聚海外人才与智力。在创新实践中培养造就宏大的具有全球竞争力的创新人才队伍。用正确的价值观引导人才，用共同发展的理念凝聚人才，用创新的事业培养造就人才，用科学合理的方法评价人才。营造诚信和谐的学术环境和鼓励创新创业的文化环境，形成“让科技工作者更加自由地讨论、更加专心地研究、更加自主地探索、更加自觉地合作”的环境和氛围。尤其要关注青年人才培养，给予更大的关爱和支持，使他们在实践中增长才干，创造形成只要努力，人人可以成才，人人可以成就事业，创新人才辈出的局面。
要加快教育改革与发展。革除应试教育弊端，将创新教育作为素质教育的重要内涵贯穿于各级各类教育的全过程。尊重学校办学自主权，尊重教师学生主体地位，更新教育思想与方法，按照培养创新人才的要求改革课程设臵、教学环节和教学内容，废止灌输式教育，转变为引导受教育者主动探索实践、思考学习的教育方式。改革教育评价机制，促进教育适应社会需求，提高质量，优化结构。建设人力资源强国。
3、深化改革，解放创新活力，提升国家创新能力。改革一切束缚科技生产力发展和公平竞争的体制机制，充分发挥市场在科技资源配臵中的基础作用。加大鼓励创新的税收、政府采购、金融、知识产权等政策的实施力度，引导支持企业投入研发，发挥技术创新主体作用，促进产学研结合和知识、人才、技术的流动与转化。完善产业技术创新政策，着力扶持重点产业、中小企业创新和战略性新兴产业发展。
加快建设科学研究与人才培养有机结合的知识创新体系，发挥国家科研机构的骨干和引领作用，发挥大学的基础和生力军作用。引导和支持国家科研机构从国家发展战略出发，着力开展定向基础研究、战略高技术创新与系统集成、重大公益性研究，培养创新创业人才；引导和支持大学做好培养人才这一中心工作的同时，积极开展基础前沿研究和社