国家科技重大专项是我国掌握核心技术自主知识产权，解决关键共性技术和突破制约瓶颈，军民融合和寓军于民的重大战略工程，是加速我国自主创新能力的战略产业，实现中国经济和社会快速发展的重大工程。
1、核高基技术：核心元件、高端芯片、基础软件
高端通用芯片、基础软件和核心电子元器件。攻克高端通用芯片、基础软件和核心电子器件的关键技术，拥有自主的创新体系。
2、光刻机技术：超大规模集成电路制造装备与成套工艺技术
重点实现90纳米制造装备产品化，关键技术和元部件国产化；65纳米制造装备样机；突破45纳米以下若干关键技术，攻克极大规模集成电路制造核心技术、共性技术，大规模集成电路制造产业创新体系。
3、5G通信技术：新一代宽带无线移动通信技术
研制具有海量通信能力的新一代宽带移动通信系统、低成本广泛覆盖的宽带无线通信接入系统、近短距离无线互联系统与传感器网络等关键技术。
4、工业母机技术：高端数控机床与基础制造装备技术
大型、高精度数控母机；开发航空、航天、船舶、汽车、能源设备等行业关键高精密数控机床与基础装备；突破数控机床基础技术和关键共性技术，建立数控装备研发平台和人才培养基地，促进中高档数控机床发展。
5、页岩油气开发技术：大型油气田及煤层气开发技术
重点研究西部复杂地质条件下油气、煤层气和深海油气资源的高精度地震勘探和开采技术，成套技术与装备的自主设计和制造能力。
6、大型先进压水堆及高温气冷堆技术：大型核电站技术
大型先进压水堆及高温气冷堆核电站专项，依托国家重点工程建设，加强引进技术消化吸收再创新与自主研究开发的有机结合。突破第三代先进压水堆核电关键技术，完成标准设计，并开始建造首台商用示范机组；完成高温气冷堆核电厂关键技术攻关，建设具有自主知识产权的20万千瓦级高温气冷堆核电厂示范工程。
7、水环境处理技术：水体污染控制与治理技术
研究典型流域，开展流域水生态功能区划，研究流域水污染控制、湖泊富营养化防治和水环境生态修复关键技术，突破饮用水源保护和饮用水深度处理及输送技术，开发安全饮用水保障集成技术和水质水量优化调配技术，建立水体污染监测、控制与水环境质量改善技术体系。
8、转基因育种技术：转基因生物新品中国培育技术
培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因生物新品种，提高农业转基因生物研究和产业化整体水平。
9、新型医药技术：重大新药创制技术
重点研究化学药和生物药新靶标识别和确证、新药设计，以及药物大规模高效筛选、药效与安全性评价、制备和成药性预测关键技术，开发疗效可靠、质量稳定的中药新药，研制具有知识产权和市场竞争力的新药，完善新药创制与中药现代化技术平台，医药产业发展的新药创制技术体系。
10、新型疫苗技术：艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治技术
重点突破新型疫苗与治疗药物创制等关键技术，自主研制高效特异性诊断试剂、疫苗及药物，研究制定科学规范的中、西医及其结合的防治方案，建立发达国家水平相当的防治技术平台，初步构建有效防控艾滋病、肝炎的技术体系。
11、C919工程：大型飞机技术
以当代大型飞机关键技术，国产大型飞机的系统集成、动力系统和试验系统的设计、开发和制造，突破核心关键技术，研制大型客机。
12、高精监测技术：高分辨率对地观测系统
基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进观测系统；时空协调、全天候、全天时的对地观测系统；建立对地观测数据中心等地面支撑和运行系统，空间数据自给能力，空间信息产业链。
13、航天探月技术：航天载人工程
突破航天员出舱活动以及空间飞行器交会对接等重大技术，建立规模化短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室。实现探月工程，绕月探测，月球探测卫星，月球探测等的关键技术。
14、北斗工程：新一代卫星导航系统
未全面公开：实现全球卫星导航和全球实时定位技术。
15、神光工程：惯性约束聚变点火工程
未全面公开：实现可自持核聚变反应技术。
16、新型火箭技术：高超音速飞行器技术
未全面公开：实现5-10倍，或更高音速大气层飞行技术。
1、先进制造技术——3个专项
（1）航空发动机及燃气轮机：开展材料、制造工艺、试验测试等共性基础技术和交叉学科研究，攻克总体设计等关键技术。
（2）智能制造和机器人：以智能、高效、协同、绿色、安全发展为总目标，构建网络协同制造平台，研发智能机器人、高端成套装备、三维（3D）打印等装备，夯实制造基础保障能力。
（3）重点新材料研发及应用：重点研制碳纤维及其复合材料、高温合金、先进半导体材料、新型显示及其材料、高端装备用特种合金、稀土新材料、军用新材料等，突破制备、评价、应用等核心关键技术。
2、太空海洋开发利用技术——2个专项
（4）深海空间站：开展深海探测与作业前沿共性技术及通用与专用型、移动与固定式深海空间站核心关键技术研究。
（5）深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统：重点突破在轨服务维护技术，提高我国空间资产使用效益，保障飞行器在轨安全可靠运行。
3、生物健康技术——2个专项
（6）脑科学与类脑研究：以脑认知原理为主体，以类脑计算与脑机智能、脑重大疾病诊治为两翼，搭建关键技术平台，抢占脑科学前沿研究制高点。
（7）健康保障：围绕健康中国建设需求，加强精准医学等技术研发，部署慢性非传染性疾病、常见多发病等疾病防控，生殖健康及出生缺陷防控研究，加快技术成果转移转化，推进惠民示范服务。
4、电子信息技术——5个专项
（8）量子通信与量子计算机：研发城域、城际、自由空间量子通信技术，研制通用量子计算原型机和实用化量子模拟机。
（9）国家网络空间安全：发展涵盖信息和网络两个层面的网络空间安全技术体系，提升信息保护、网络防御等技术能力。
（10）天地一体化信息网络：推进天基信息网、未来互联网、移动通信网的全面融合，形成覆盖全球的天地一体化信息网络。
（11）大数据：突破大数据共性关键技术，建成全国范围内数据开放共享的标准体系和交换平台，形成面向典型应用的共识性应用模式和技术方案，形成具有全球竞争优势的大数据产业集群。
（12）新一代人工智能：重点围绕新一代人工智能基础理论、面向重大需求的核心关键技术、智能芯片与系统三个方向展开部署。
5、能源环境技术——3个专项
（13）煤炭清洁高效利用：加快煤炭绿色开发、煤炭高效发电、煤炭清洁转化、煤炭污染控制、碳捕集利用与封存等核心关键技术研发，示范推广一批先进适用技术，燃煤发电及超低排放技术实现整体领先，现代煤化工和多联产技术实现重大突破。
（14）智能电网：聚焦部署大规模可再生能源并网调控、大电网柔性互联、多元用户供需互动用电、智能电网基础支撑技术等重点任务，实现智能电网技术装备与系统全面国产化，提升电力装备全球市场占有率。
（15）京津冀环境综合治理：构建水—土—气协同治理、工—农—城资源协同循环、区域环境协同管控的核心技术、产业装备、规范政策体系。建成一批综合示范工程，形成区域环境综合治理系统解决方案。
6、农业技术——1个专项
（16）种业自主创新：以农业植物、动物、林木、微生物四大种业领域为重点，重点突破杂种优势利用、分子设计育种等现代种业关键技术，为国家粮食安全战略提供支撑。