研究設施，逐步形成觀測、探測和模擬相互補充的地球系統與環境科學研究體系。
現場探測與觀測方面。建成海洋科學綜合考察船，滿足綜合海洋環境觀測、探測以及保真取樣和現場分析需求；建成航空遙感系統，提高我國遙感信息技術與裝備研發實驗能力，為自然災害和突發事件提供快速、實時、精確的遙感數據；建設海底科學觀測網，為國家海洋安全、資源與能源開發、環境監測和災害預警預報等研究提供支撐；適時啟動地球系統科學航天航空遙感等技術監測、深海探測與調查、固體地球深部探測與動態監測、陸海地球環境觀測等研究設施建設，實現多時空尺度全面長期連續監測與數據積累，逐步形成對地球系統的立體、動態監測分析能力。
基準系統建設方面。建設精密重力測量研究設施，獲取高分辨率、高精度地球質量變化基礎數據，支撐固體地球演化、海洋與氣候變化動力學、水資源分布和地質災害規律等研究，滿足國家安全、資源勘探和防災減災的戰略需求。適時啟動包括地基基準、環境基準、深空基準等方面的基準系統建設。
數值和實驗模擬方面。建設地球系統數值模擬裝置，支撐氣候變化、地球系統及各層圈過程模擬研究，認識地球環境過程基本規律，提高預測環境變化和重大災害的能力。適時啟動環境污染機理與變化研究模擬實驗裝置建設，支撐空氣污染、流域水污染預測模型開發和氣候變化模式研究，提高空氣質量、流域水污染等預報預警能力。
�。ㄋ模┎牧峡茖W領域。
適應材料科學研究從經驗摸索階段到人工設計調控階段轉變的趨勢，面向量子物質演生現象、納米尺度量子結構、極端條件下材料物性與物質演變、重要工程材料服役性能等方向，以材料表征與調控、工程材料實驗等為研究重點，布局和完善相關領域重大科技基礎設施，推動材料科學技術向功能化、復合化、智能化、微型化及與環境相協調方向發展。
材料表征與調控方面。完善提升已有同步輻射光源，建成軟X射線自由電子激光試驗裝置，建設高能同步輻射光源驗證裝置；探索預研硬X射線自由電子激光裝置建設，適時啟動高性能低能量同步輻射光源建設，滿足以納米空間分辨率、皮秒至飛秒時間分辨率、極高能量動量分辨率對材料多層次結構分析研究的需求，逐步形成布局合理的國家光源體系。建成散裂中子源和強磁場實驗裝置，建設極低溫、超快、超高壓極端條件研究設施，形成與大型同步輻射光源結合的格局，滿足研究和發現新物態、新現象、新規律和創造新材料的需求。
工程材料實驗方面。建成重大工程材料服役安全研究評價設施，支撐不同尺度及跨尺度的結構性能研究；探索預研超快光譜界面反應檢測裝置、極端和工業特殊服役環境模擬裝置建設，支撐材料服役行為和規律研究；結合高能同步輻射光源，適時啟動綜合工程環境在線裝置建設，支撐真實環境下工程材料實時、原位研究。
�。ㄎ澹┝Ｗ游锢砗秃宋锢砜茖W領域。
以揭示物質最小單元及其相互作用規律為目標，面向超越標準模型新粒子和新物理探索、暗物質和暗能量探測、中低能核物理與核天體物理研究等方向，建設相關大型研究設施，提高微觀世界探索能力和自然界基本規律認知水平。
粒子物理方面。建設高能宇宙線研究設施，探索高能空間粒子起源和相關新物理前沿；適時啟動用于中微子和其他高能粒子物理研究的非加速器實驗設施建設，探索預研新型加速器實驗設施建設。
核物理方面。建設高性能重離子束研究裝置，使我國核物理基礎研究在原子核層次上的整體水平進入國際先進行列；探索預研強流放射性束實驗設施建設。
（六）空間和天文科學領域。
以揭示宇宙奧秘和解釋物質運動規律為目標，面向宇宙天體起源及演化、太陽活動及對地球的影響、空間環境與物質作用等方向，按宇宙、星系、太陽系等不同空間尺度布局設施建設，提升我國天文觀測研究能力、空間天氣和災害應對能力以及空間科學實驗基礎能力。
宇宙和天體物理方面。建成大口徑射電望遠鏡，為宇宙大尺度結構及物理規律研究提供支撐；建設中國南極天文臺，支撐暗物質、暗能量、宇宙起源、天體起源等前沿研究；探索預研先進多波段天文觀測設施建設，逐步形成比較完善的天文觀測及數據應用系統。
太陽及日地空間觀測方面。建成空間環境地基監測網，揭示近地空間環境的時間和空間變化規律，并逐步形成覆蓋更多重要區域的空間環境監測、預警能力；適時啟動大型太陽觀測研究設施建設，支撐太陽、行星際、磁層、電離層和中高層大氣變化過程和規律研究，深化太陽變化及其對地球和人類影響的認識。
空間環境物質研究方面。建設空間環境與物質作用模擬裝置，支撐近地空間環境與材料、元器件、結構、系統及生物體作用規律研究；探索預研空間微重力科學實驗設施、南極氣球站和引力波研究設施的建設，揭示空間微重力環境物質運動規律，提升我國深空探測、空間基礎物理、空間利用等方面的研究能力。
�。ㄆ撸┕こ碳夹g科學領域。
瞄準未來信息技術發展的基礎和前沿、巖土地質體的動力特性及地質災害過程等工程技術中的重大科技問題，以產生變革性技術為主要目標，以信息技術、巖土工程和空氣動力學為研究重點，探索和逐步推進相關設施建設，為保障國家重點任務的實施、引領未來產業發展提供基礎支撐。
信息技術方面。建設未來網絡研究設施，解決未來網絡和信息系統發展的科學技術問題，為未來網絡技術發展提供試驗驗證支撐；適時啟動新一代授時系統建設，支撐超精密時間頻率技術開發，逐步形成高精度衛星授時系統和高精度地基授時系統共同發展的格局。
巖土工程方面。適時啟動超重力模擬研究設施建設，揭示復雜巖土地質體的動力特性；探索預研大型地震模擬研究設施建設，開展地震動輸入和工程地震災害模擬研究；探索預研深部巖土工程研究設施建設，揭示深部巖體的力學特征。
空氣動力學方面。建成多功能結冰風洞，支撐不同冰型和冰積累過程對飛行器空氣動力特性的影響等研究；建設大型低速風洞，支撐氣動噪聲、流動分離與渦旋運動、流動控制、流固耦合、電磁空氣動力學等研究；適時啟動大型跨聲速風洞、低溫高雷諾數風洞、先進航空發動機研究設施建設，為我國航空航天、高速鐵路建設等提供必要的研究試驗手段。
四、“十二五”時期建設重點
“十二五”時期，在我國科技發展急需、具有相對優勢和科技突破先兆顯現的領域中，綜合考慮科學目標、技術基礎、科研需求和人才隊伍等因素，優先安排16項重大科技基礎設施建設。
（一）海底科學觀測網。
海洋科學研究正經歷著由海面短暫考察到內部長期觀測的革命性變化，這將從根本上改變人類對海洋的認識。圍繞實現全天候、綜合性、長期連續實時觀測海洋內部過程及其相互關系的科學目標，建設海底長期科學觀測網，主要包括：基于光電纜的陸架和深海觀測系統，基于無線傳輸的海底觀測網拓展系統，基于固定平臺的海底觀測網綜合節點系統，岸基站、支撐系統和管理中心等。該設施建成后，將為國家海洋安全、深海能源與資源開發、環境監測、海洋災害預警預報等研究提供支撐。
�。ǘ└吣芡捷椛涔庠打炞C裝置。
高能同步輻射光源是前沿基礎科學、工程物理和工程材料等研究不可或缺的手段，是世界同步輻射光源領域競爭的制高點。以具備建設全球最高亮度高能同步輻射光源的能力為目標，建設相關驗證裝置，主要包括：高能量加速器、光束線、實驗站等方面的工程性預研和關鍵部件的工程樣機試制，高精度特種磁鐵系統、高精度束流位置測控系統、高性能插入件、納米級硬X射線聚焦系統、超高分辨X射線單色器、納米定位與掃描裝置的試制。該設施建成后，將為我國建設高能同步輻射光源奠定堅實的基礎。
（三）加速器驅動嬗變研究裝置。
長壽命核廢料的安全處理處置是影響核電持續發展的瓶頸。加速器驅動次臨界反應系統利用散裂中子嬗變核廢料，大幅降低核廢料放射性壽命，具有安全性高和嬗變能力強等特點，是安全處理核廢料的最佳手段之一。為深入研究核廢料嬗變過程中的科學問題，突破系列核心關鍵技術，建設核廢料嬗變原理實驗研究裝置，主要包括：強流質子直線加速器、高功率中子散裂靶、液態金屬冷卻次臨界反應堆三大子系統。該設施建成后，將滿足我國長壽命高放核反應堆廢料安全、妥善處理處置的研究需求，為我國核能可持續發展提供技術支撐。
�。ㄋ模┚C合極端條件實驗裝置。
極端物理條件是拓展物質科學研究空間，發現和研究新物態、新現象、新規律必不可少的手段。針對當前凝聚態物理、化學、材料前沿研究所需的極端條件向綜合化、集成化和規模化發展的趨勢，圍繞為量子物質、功能材料和物態變化動力學過程等研究提供科學手段的目標，建設綜合性的物質科學研究極端條件用戶裝置，主要包括：達到亞毫開溫度的極低溫系統，高于300吉帕的超高壓系統，亞飛秒時間分辨的超快激光系統，以及極低溫、超高壓、強磁場和超快光場互相結合的集成系統。該設施建成后，將為物質科學研究提供有力支撐。
�。ㄎ澹⿵娏髦仉x子加速器。
高流強放射性核束、高功率重離子束團和寬能區重離子束流是探索原子核存在極限和研究原子奇特性質必不可少的手段。圍繞短壽命核質量精確測量、放射性束物理、高能量密度物理以及重離子束應用等研究需要，建設強流重離子加速器裝置，主要包括：強流離子源、超導直線加速器、大接受度放射性束流線、冷卻儲存環同步加速器和物理實驗終端等。該設施建成后，將為研究原子核存在極限、核結構新現象和新規律、宇宙中重元素起源等重大科學問題提供重要支撐。
（六）高效低碳燃氣輪機試驗裝置。
圍繞化石燃料高效轉化和潔凈利用中的氣體動力學、燃燒科學和傳熱傳質問題，為實現高壓比、高透平溫度、高效和近零排放等目標，建設高效低碳燃氣輪機試驗裝置，主要包括：壓氣機、燃燒室和高溫透平的全溫、全壓、全流量、全尺寸的大型試驗裝置研究系統，以及精細和高精度測試系統。該設施建成后，將為我國燃氣輪機部件和系統特性研究提供研發手段，為化石能源持續和低碳發展提供基礎支撐。
（七）高海拔宇宙線觀測站。
宇宙線起源一直是物理學最大的謎團之一。我國在高海拔宇宙線觀測研究方面具有長期積累和深厚基礎，臺址條件具有特殊地理優勢，適合建設由多個性能先進的探測系統組成的多參數宇宙線復合觀測站。圍繞推動國際甚高能伽馬天文研究邁入大統計量新時代的科學目標，建設大型高海拔空氣簇射宇宙線觀測站，主要包括：100萬平方米探測陣列，9萬平方米伽馬射線巡天望遠鏡，24臺廣角契倫科夫望遠鏡，0.5萬平方米芯探測器陣列。該設施建成后，將集高靈敏度、大視場、全時段掃描搜索伽馬射線源、伽馬射線強度空間分布和精確能譜測量等多功能為一體，成為具有國際競爭力的宇宙線研究中心。
�。ò耍┪磥砭W絡試驗設施。
三網融合、云計算和物聯網發展對現有互聯網的可擴展性、安全性、移動性、能耗和服務質量都提出了巨大挑戰，基于TCP/IP協議的互聯網依靠增加帶寬和漸進式改進已經無法滿足未來發展的需求。為突破未來網絡基礎理論和支撐新一代互聯網實驗，建設未來網絡試驗設施，主要包括：原創性網絡設備系統，資源監控管理系統，涵蓋云計算服務、物聯網應用、空間信息網絡仿真、網絡信息安全、高性能集成電路驗證以及量子通信網絡等開放式網絡試驗系統。該設施建成后，網絡覆蓋規模超過10個城市，支撐不少于128個異構網絡并行實驗，將為空間網絡、光網絡和量子網絡研究提供必要的實驗驗證條件。
（九）空間環境地面模擬裝置。
磁暴、高能粒子輻照等極端空間環境可能對航天活動造成極大影響。為保障人類太空探索活動的順利開展，必須突破地面單因素模擬的局限，全面了解空間環境綜合因素對物質的作用。以揭示空間環境條件下物質結構演化規律和各種環境耦合效應的物理本質為目標，建設空間環境與物質作用地面模擬研究裝置，主要包括：空間環境模擬源、大型真空與熱沉、綜合測試分析系統等。該設施建成后，將為我國空間科學發展和深空探測模擬研究提供有力支撐。
�。ㄊ┺D化醫學研究設施。
轉化醫學研究是現代醫學發展的重要方向，對推動醫學基礎研究成果快速向臨床應用轉化和提高診治水平具有關鍵作用。圍繞人類重大疾病發生、發展與轉歸中的重大科學問題，建設轉化醫學研究設施，主要包括：符合國際標準并具有我國人種和疾病特色的臨床資源庫，醫學信息技術系統，疾病生物標志物檢測、功能分析和臨床驗證技術系統，個性化醫學技術系統，細胞、組織和再生醫學技術系統，臨床技術研發系統等。該設施建成后，將推進臨床醫學和系統生物學結合，促進我國轉化醫學研究水平大幅提升。
�。ㄊ唬┲袊蠘O天文臺。
南極內陸冰穹A是我國科考隊首先從地面到達和利用的