在人口与健康科学领域，依托北大医学部、中国医学科学院和北航生物与医学工程学院等机构，加强疾病致病机理、基因组学、新一代测序技术、血液制品与组织工程技术等方向的基础研究。
在材料科学领域，依托清华、北科大材料工程学院、北京工业大学材料科学与工程学院和北京林业大学材料学院等机构，加强材料优化设计与生物医用材料、环境材料、智能材料与结构技术等方向的基础研究。
在信息科学领域，依托清华信息学院、北大信息科学技术学院、北邮、北师大信息科学与技术学院等机构，加强新一代数字电视传输和信源技术、信息安全系统、虚拟现实技术等方向的基础研究。
在制造与工程学科领域，依托北航机械工程及自动化学院、北交大机械与电子控制工程学院、北京信息科技大学机电工程学院等机构，加强数字化设计制造集成技术、基于精密感知和海量信息处理的智能控制、高速铁路安全监控与保障、光机电系统测控及智能仪器等领域的基础研究。
——承接国家自然科学基金，实施一批重大研究计划。围绕国家自然科学基金的数理、化学、生命科学、地球科学、工程与材料科学、信息科学和管理科学等重点领域，积极承接其在“十二五”时期重点推进的高性能科学计算的基础算法与可计算建模、微进化过程中的多基因作用机制、情感和记忆的神经环路基础等重大研究计划项目。
——承接国家重大科学研究计划。重点对接实施蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究、全球气候变化研究和干细胞研究等六个重大科学研究计划，力争在未来五年内取得重大突破。
在蛋白质研究领域，依托清华抗肿瘤蛋白质药物国家工程实验室、北大蛋白质科学中心和北京蛋白质组研究中心等资源，重点开展蛋白质组学、蛋白质结构动力学和基于蛋白质的应用等基础研究。
在纳米领域，依托国家纳米科学中心和清华富士康纳米科技研究中心等资源，加强纳米材料表征技术与方法、纳米光学、纳米表征技术的生物医学和环境检测应用学、碳纳米管的可控生长及其可能应用等方面研究。
在发育与生殖研究领域，依托北大医学院和中科院遗传所等资源，重点在胚胎与器官发育的机理、生殖细胞的发生成熟、精卵识别、受精以及着床等生殖发育与生殖调控机制、重要妊娠疾病等方面加强研究。
在量子调控研究领域，依托中科院物理所、北师大物理学系等资源，重点突破固态系统量子信息处理、半导体量子结构和新颖关联量子材料等领域关键技术。 在全球气候变化研究领域，依托清华、北大气候变化研究中心和北师大全球变化与地球系统科学研究院等资源，重点开展地球系统模式研制及全球变化的模拟与预测、地球系统变化的阈值、中国适应气候变化和减排温室气体策略等科学基础研究。
在干细胞研究领域，依托中国生物技术发展中心和北大干细胞研究中心等资源，重点开展干细胞的定向诱导分化及其调控机制、干细胞临床应用、细胞重编程及其调控机制等基础性研究。
——承接中科院知识创新工程，解决关系国家长远发展的重大科技问题。以解决关系国家全局和长远发展的基础性、战略性、前瞻性的重大科技问题为着力点，重点突破带动技术革命、促进产业振兴的前沿科学问题，突破提高人民群众健康水平、保障改善民生以及生态和环境保护等的重大公益性科技问题，突破增强国际竞争力、维护国家安全的战略高技术问题。在信息科学与技术、生命科学与生物技术、物质科学与新材料等优先发展领域，部署一批重大创新项目，力争在水稻第四号染色体的测序和“超级纤维”碳纳米管等研究项目上再创新突破。 3.
支持高校和科研单位对接“国家重大科学仪器设备开发专项”，面向人类基因测序工程、载人航天工程、节能减排、食品安全等重大工程（计划）实施对重大科学仪器设备的需求，集中力量攻克基于新原理、新方法和新技术的关键科学仪器核心技术和设备关键部件。重点推动光谱、色谱、质谱等通用仪器的小型化、便携化和专用化；推进先进环境监测仪器、大气监测先进仪器等的研发；支持开展重大工程自动化控制系统、智能测试仪器及基础件和高精度检测仪器等技术装备的研发。推动建设中关村科学仪器创新园，推进电子光学与离子光学、真空技术及新兴技术等领域国产科学仪器研发和示范应用，实现国产优质科学仪器设备的广泛应用，把中关村打造成为全国科学仪器产业创新中心。
（二）加快打造战略性新兴产业策源地
落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《北京市关于加快培育和发展战略性新兴产业的实施意见》，重点依托国家科技重大专项和863计划任务，加快产学研用协同创新，突破一批产业化关键核心技术，推动科技成果转化，培育和发展新一代信息技术、生物、节能环保、航空航天、新材料、新能源、新能源汽车、高端装备制造等八大战略性新兴产业的高端环节，带动国家和北京战略性新兴产业发展。 1.
对接“核高基”、极大规模集成电路制造装备与成套工艺、新一代宽带无线移动通信网等国家科技重大专项，围绕物联网、云计算、高端软件和信息服务、高性能集成电路、新型显示、数字电视、新一代移动通信、下一代互联网和三网融合等9个重点领域，将中关村科学城建设成为具有全球影响力的新一代信息技术创新高地。
——物联网。依托中科院、北邮、北科大等科技资源和同方、大唐电信、握奇数据等龙头企业，重点在智能和微型传感器、传感器网络通信、无线射频识别（RFID）、传感网核心芯片、无线传输组网等关键技术领域取得突破，制定物联网相关的服务规范和行业标准。
——云计算。依托中科院网络中心、清华、北科大等科研资源和百度、赛尔、金山等重点企业，突破海量数据智能化搜索、超大规模并行计算、虚拟化、服务计算和安全云计算等关键技术。
——高端软件。依托中科院、电信研究院、北大、清华、北航等基础技术资源和北大方正、用友、同方等企业资源，围绕重点行业解决方案、生物特征信息处理、高端工业软件、核心基础软件、移动智能终端操作系统和信息安全软件等若干软件产品开展研发。
——新一代移动通信。依托清华、北邮、北航、中科院计算所等科研资源和大唐电信、中国普天等企业资源，重点突破时分同步码分多址长期演进技术（TD－LTE）、LTE－演进（LTE－Advanced）、第四代移动通信（4G）、移动终端操作系统、超大容量超高速光纤传输网核心芯片等关键技术，牵头制订LTE／4G标准。
——高性能集成电路。依托中科院微电子所、中科院计算所、清华微电子所、北大微电子所、国家光电子工程技术中心等科研资源和中星微、大唐微电子等龙头企业，重点突破45－22纳米关键制造装备攻关，开展45－32纳米刻蚀、物理气相沉积（PVD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、清洗设备、测试设备研制，突破高端通用芯片、专用芯片（ASIC）和长期演进（LTE）项目核心芯片技术。
——新型显示。依托中科院、清华等科研资源和牡丹视源、利亚德、中视中科等企业资源，突破激光显示高可靠、低成本、长寿命等技术问题，发展有机发光二极管显示（OLED）、3D显示、半导体激光器芯片、新型玻璃基板等前沿显示技术。