农业的健康发展是国民经济持续、稳定和协调发展的重要保证。我国农业正受到水资源不足、耕地减少、农业生态环境日益恶化的严重威胁。保证21世纪我国16亿人口的食物安全，任务非常艰巨。加入WTO既给我国农业发展带来了机遇，也使农产品进出口贸易面临严峻挑战。“十一五”期间农业领域将面临以下方面的巨大压力：
目前我国粮食问题在数量上有较大的缺口。据统计，2000－2002年我国粮食年产量为4.5亿吨，已低于消费量，2003年我国粮食大幅减产，总产降到4.3亿吨。“十一五”期间人口数量将突破14亿大关，按人均粮食占有量800斤的预定指标，要求有5.6亿吨的粮食供给，而目前我国主要粮食作物如稻、麦的单产水平已居世界前列，进一步提高产量的技术储备有限。由于建设的需要（包括城市扩大，村镇城市化、高速公路和铁路建设占地等等），可用耕地面积将进一步缩减。
经济发展和人民生活水平的提高，对农产品品质和食物结构提出更高的要求。我国目前主要商用畜种依赖进口，优良地方畜禽品种资源正不断减少。农业生产大环境由于资源利用率不高、环境污染（包括空气污染、水资源污染、农田土壤污染等）日益加重、生态链破坏等因素所导致负面影响愈来愈强烈。
农产品安全问题一直是影响我国农业对外贸易的难题，禽流感等重大动物传染病和人畜共患传染病的暴发，不仅给广大农民和国家造成了巨大的经济损失，严重影响了畜牧业的健康发展，而且对国家的公共卫生安全形成了威胁。
我国农业生产的整体状况仍处于由传统农业向现代农业发展的转型期，总体上讲是“投入高，效益低，农产品结构亟待调整，农产品在国际市场上竞争力有待提高”。尽管农作物单产较高，但主要是依靠大量的人力物力投入和牺牲有限自然资源所获得的，距离我国“走资源节约型可持续发展道路”的战略目标仍相去甚远。
“十一五”期间，973计划以保障食物安全供给、实现农业可持续发展为核心，瞄准世界农业科学发展的前沿，紧紧围绕我国农业发展和农业战略调整中的重大科学问题开展基础研究，利用基因组学和蛋白质组学等方面的最新研究成果，解决农业生物遗传改良、病虫害控制、农业资源高效利用中的关键科学问题,为水资源、土地资源和养分资源的高效利用、农业生物新品种培育和病虫鼠害控制、优质农产品的安全生产与加工、农业生态环境的改善和农业可持续发展提供理论和方法，为调整农业结构、提高农业效益、增强国际竞争能力、改善农业生态环境提供科学支撑。
重点研究方向包括：
（1）农业资源（土壤资源、水资源和养分资源）高效利用的科学基础；
（2）农业生物基因资源发掘和重要性状的功能基因组研究；
（3）农业战略性结构调整及区域农业布局的基础科学问题；
（4）农业可持续发展中的环境和生态问题；
（5）农业生物灾害（农业病虫草鼠害、农业动物重大疫病）预测、控制与生物安全；
（6）农产品（粮食、果蔬、畜禽水产品）营养品质、农产品储藏和安全的基础科学问题。 能源是关系我国经济社会发展全局的一个重大战略问题，是我国经济和社会持续发展的重要基础。我国能源供需量极大，目前已近20亿吨标煤，出现了能源整体（煤、油、电）持续紧张的状况，今后每年仍将以数千万吨标煤的速率增长。中国在未来几十年中，能源需求总量将增长为现在的3倍或更多，其中还应至少包括约5-6亿吨液体燃料。这决定了在未来数十年中，我国能源生产仍必须快速增长。同时，我国石油自产率将进一步逐年降低，电力的年人均供应量还远低于发达国家水平，这些决定了能源未来几十年内以煤为主（占60%以上）的格局难以改变。
针对我国能源供应紧张、石油安全问题凸现、能源效率低下、环境污染严重、可持续发展压力巨大的严峻形势，973计划一方面要解决现有能源技术系统提高效率、降低污染和保障安全中的科学问题，另一方面要在解决我国能源新系统创建的科学问题方面实现突破，探索非化石能源规模化利用的可能途径。通过基础研究获得经过验证的新理论、新方法、新系统，为开发具有我国自主知识产权的能源高技术、新工艺、新流程提供理论依据，为我国能源可持续发展的解决方案奠定基础。
重点研究方向包括：
（1）深部煤炭资源分布、安全开发和煤层气开发的有关基础研究；
（2）煤炭洁净高效利用的基础研究；
（3）石油、天然气资源高效开采和利用的新理论和新方法；
（4）我国大型电力系统有关的重大科学问题；
（5）氢能规模、无污染制备、输运和高密度存储的关键科学问题；
（6）探索大规模发展新能源（天然气水合物等）和可再生能源（太阳能、生物质能、风能等）途径的研究；
（7）探索大规模发展核裂变能的途径及相关科学问题、发展核聚变能的基础问题；
（8）提高能源利用效率的关键科学问题研究。 近年来，信息技术以惊人的速度发展，已成为改造我国传统产业，振兴国民经济的重要支柱。信息产业正以年均增长速度高于全国GDP三倍的速度快速增长着，业已成为我国经济增长最快和最具活力的产业之一。
但作为一个发展中的大国，我国信息技术科技自主创新能力薄弱、核心技术缺乏已成不争的事实，主要源于我国的信息高技术产业缺乏坚实的基础，缺乏深厚的基础研究原始积累。在作为信息技术基础的微电子产业，由于集成电路的材料、制备工艺、原型器件等方面的基础研究比较薄弱，导致微电子产业在我国还比较落后，具体表现在我国电子工业总产值在全国工业总产值的比例很低，集成电路销售额只占世界集成电路市场的总额的0.3%。由于缺乏研制高性能处理器芯片的能力，使得我国在研制和生产高性能计算机系统时受到了严重的制约，十年来我国大部分计算机公司尚处于代理外国产品、积累市场经验与积累原始资金的阶段。软件行业，软件的“易使用”和“高可信”问题一直未能得到满意的解决，软件理论、算法等研究滞后，操作系统等系统软件一直为跨国公司所垄断。网络与通信行业，核心路由器、巨型服务器等关键设备仍然大量依赖进口，移动通信中的一些核心技术仍然受制于人，究其原因，主要在于缺乏前瞻性的基础研究，为此使我国每年要付出巨额专利使用费用。
整体来说，正是由于缺乏强大的基础研究作为后盾，我国信息高科技产品仍然只能以仿制为主，缺乏自己的创新特色，而信息产品极强的应用性和极大的市场使得基础研究进一步被忽视。一个只能凭借别国的基础研究成果的国家，在未来技术创新的竞争中必败无疑。这一局面只有在大力加强基础研究，全面提高我国信息领域的创新能力之后，才能从根本上予以扭转。
“十一五”期间信息领域基础研究的发展目标是根据国际信息技术的发展趋势，结合我国的国情和发展状况，着重从信息获取、处理、传输、存储、再现、安全、利用，信息系统的基础元器件、信息处理环境、科学计算、人工智能、控制理论等方面开展系统深入的研究，为我国信息产业的跨越式发展奠定坚实的理论和技术基础。
重点研究方向包括：
（1）微纳集成电路、光电子器件和集成微系统的基础研究；
（2）信息处理环境及科学计算的基础研究；
（3）泛在、可控的下一代信息网络的基础研究；
（4）信息获取的基础研究；
（5）高可信、高效率软件的基础研究；
（6）智能信息处理、和谐人机交互的基础研究；
（7）海量信息处理、存储及应用的基础研究；
（8）量子通信的基础研究；
（9）信息安全的基础研究。 我国资源有限的保障程度和环境脆弱的承载能力面临着前所未有的压力。主要表现在：
水资源短缺和时空分布不均成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈；矿产和油气资源储量保证年限锐减，供需矛盾突出，资源利用率低。
生态破坏与环境污染问题严重，已进入大范围生态退化和复合性环境污染的阶段。多年来对自然资源的不合理利用乃至掠夺性开发，导致土地质量急剧下降、生态系统退化和生态灾害频发；环境污染已从陆地蔓延到近海海域，从地表水延伸到地下水，从单一污染发展到复合性污染，从一般污染物扩展到有毒有害物质特别是持久性有机物，形成了复杂的区域性污染，并已经威胁到人民健康和生态安全。全球环境变化已日益成为制约人类社会可持续发展的全球性问题，涉及我国对环境、经济、政治、外交等一系列问题的国家决策。
我国是世界上自然灾害严重的少数国家之一，生态系统的退化加剧了环境的脆弱性，导致成灾频率剧增，灾情扩大和多种灾害群发。特别是重大气象灾害、地震灾害和地质灾害等，严重制约我国社会和经济的可持续发展。
面对上述重大问题的严重压力，需要进一步提高对人类活动所引起的地球资源和地球环境变化规律的认识，并把它转化为可供解决上述问题的决策基础和实用技术，进而合理地组织有序的人类活动，包括生活方式、生产方式和科学技术活动，以实现经济、社会的可持续发展。
“十一五”期间，资源环境领域以国家中长期发展需求为导向，从战略上寻求可持续发展所面临的根本性、战略性资源和环境问题，建立适应全面建设小康社会需求的资源环境科技体系。以揭示人类活动对地球系统的影响机制与动力学为主线，从整体上认识人类所面临的一系列资源与环境问题产生的根源与发展规律，开展基础研究，为解决资源短缺、灾害频发、环境污染和生态退化等经济社会发展中的关键问题提供科技支撑。
重点研究方向包括：
（1）固体矿产资源勘查评价的重大科学问题；
（2）矿产资源集约利用的新理论、新技术和新方法；
（3）化石能源勘探开发利用的基础科学问题；
（4）全球变化与区域响应和适应；
（5）人类活动与生态系统变化及其可持续发展；
（6）区域环境质量演变和污染控制；
（7）区域水循环与水资源高效利用；
（8）特殊资源高质高效利用的基础研究；
（9）中国近海及海洋生态、环境演变和海洋安全；
（10）重大自然灾害形成机理与预测；
（11）地球各圈层相互作用及其资源环境效应。 健康是人类基本的生活目标，减少疾病是人类的共同愿望。我国已在人口与健康密切相关的卫生保健事业取得很大成绩，然而防病治病任务依然十分繁重，广大的农村还缺医少药。各种重大的急、慢性传染病尚未得到完全控制，约1.5-2亿人为乙型肝炎患者或携带者，结核杆菌的耐药与艾滋病的流行尚未得到有效控制；新的传染病时有发生，2003年在我国爆发的非典型肺炎严重影响了经济的发展和社会的稳定，突发公共卫生事件的应急能力尚不能适应需要。多种慢性疾病如心脑血管病、呼吸系统疾病、肿瘤、糖尿病、自身免疫疾病等，已日益成为严重威胁人民健康的因素，随着我国老龄化社会的到来，各种老年性疾病特别是老年性痴呆、帕金森氏病等严重影响老年人的生活质量；社会、工作压力加剧使大量劳动力患有不同程度的神经、精神性疾病。这些疾病发病率高，对健康危害大，给患者个人、及其家庭和社会带来极大的经济和精神负担。同时，我国人口基数大，控制人口增长，降低出生缺陷，优生优育，提高全民族健康素质的任务极其繁重。各种创伤及自然灾害越来越大地危害人民生命健康，迫切需要发展新的治疗方法和康复手段。目前我国97%的药品是仿制药，我国的制药行业面临着巨大的生存压力。因此，针对重要疾病，不断研究和创制新的优良药物，充分发挥中医药在防病治病中的作用，以及提供疾病防控和诊治新技术新方法，是我国人口与健康领域的紧迫需求，是全面实现小康社会目标、实现经济与社会协调发展的紧迫需求，也是维护社会稳定和国家安全的紧迫需求。我国的卫生保健工作面临严重挑战，对人口与健康领域的基础研究提出重大需求。
针对上述需求，人口与健康领域的基础研究的主攻方向是以提高人口素质、防治危害我国人民健康的严重传染病和高发的重大非传染性疾病为主攻方向。以阐明疾病的发病机制和解决疾病防治中的关键科学问题为突破口，提高我国在人口数量和质量控制及重大疾病诊治和防控方面的科学技术水平和原创能力，降低重大疾病对人民健康的危害，以逐步达到促进国民健康、带动科学发展、加速社会进步的战略目标。
重点研究方向包括：
（1）重大传染病防控与诊疗的基础研究；
（2）重大非传染性疾病发病机制、诊疗与预防的基础研究；
（3）生殖与发育的基础研究；
（4）脑科学与认知科学；
（5）环境有害物质对健康影响的研究与生物安全；
（6）中医理论与中药现代化基础研究；
（7）新药创制的基础研究；
（8）重大疾病诊疗新技术的基础研究；
（9）人体正常生命活动的基础研究。 材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。2000年以来，材料产业在我国国民经济总产值中的贡献约占20%，已经发展成为我国主要支柱产业之一。
钢铁材料、有色金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、信息功能材料等是经济社会发展、国防建设和重大科学工程的重要基础材料。我国传统材料产业发展迅速，相当一部分的年产量已居世界前列，但生产过程中大量消耗资源和能源，污染环境，并且产品档次低，高附加值产品少，用于国防和高技术的高性能产品大量依赖进口，严重制约我国社会和经济的可持续发展。我国在高技术新材料方面产业规模不大，市场占有率较小，基础研究尤其薄弱，一些高端产品的关键技术的创新能力亟待加强。我国是一个具有13亿人口的大国，随着人民生活水平的提高，直接关系到我国国民的健康和人民的生活质量的材料，如生物医用材料、绿色环保建筑材料和环境净化材料，需求日益增加，已经成为新的经济增长点，而我国仍需要大量进口。我国的材料制备、成形与加工技术整体上与发达国家至少存在15年以上的差距，严重制约了我国先进材料的研究开发、应用和产业化的进程，影响到传统材料产业和高新技术材料产业的技术进步和材料科学与工程自身的发展。发展具有自主知识产权的材料先进制备、成形与加工技术已成为我国材料科学与工程领域刻不容缓的一件大事。
“十一五”期间，国家经济社会发展和国家安全对材料提出了更高更新的重大需求，材料领域要开展材料与资源、环境协调发展、传统材料产业生态化改造以及材料循环利用的新原理、新方法、新技术研究；发展低能耗、少污染、环境友好的绿色工艺技术，提高传统材料性能；大力发展高新技术产业材料、增强我国自主创新能力；在提高人民生活质量的材料方面解决一些瓶颈性关键科学问题，促进社会的和谐发展；在材料科学自身发展的科学基础研究中做出原创性成果，在国际材料领域的更多方面占有一席之地。
重点研究方向包括：
（1）基础材料改性优化的科学技术基础；
（2）新一代结构材料的结构与成形控制科学基础；
（3）信息功能材料及相关元器件的科学基础；
（4）新型储能和清洁高效能量转换材料的科学基础；
（5）纳米材料的重大科学问题；
（6）生物医用材料、环境净化材料与仿生材料的科学基础；
（7）材料的服役行为及与环境的相互作用；
（8）材料设计和新材料探索、表征与评价。 学科领域的交叉综合是当代科学技术发展的显著特征。学科领域交叉和融合日益增强，许多经济、社会发展中的重大科学问题的提出与解决已经充分显示出一种融会贯通、综合交叉的发展趋势。973计划设立综合交叉领域，鼓励和加强不同领域之间的交叉与融合，对具有战略性的、跨学科领域的重大问题进行重点部署，通过学科领域间的交叉、融合、集成，孕育更多的创新性研究成果，造就具有创新意识和创新能力的复合型、交叉型研究人才，培育若干高水平、跨学科领域的综合交叉研究基地，增强我国自主创新能力和解决重大关键问题的综合能力。
综合交叉方面将着重解决：国民经济和社会发展过程中所面临的综合性的重大科学问题；跨领域综合交叉的重大科学问题；自然科学、工程技术科学和人文社会科学交叉综合中的重大科学问题。
重点研究方向包括：
（1）极端环境条件下制造的科学基础；
（2）城市化进程中的生态环境、交通与物流、社会安全相关科学问题；
（3）数学与其他领域的交叉；
（4）复杂系统、灾变形成及其预测控制；
（5）空间探测和对地观测相关基础研究；
（6）重大装备与重大工程中的基础科学问题；
（7）防灾减灾的基础研究；
（8）典型地区、行业循环经济系统的基本结构和功能；
（9）二氧化碳及硫、磷、氮、金属等重要元素的减排、分解与资源化的基础研究；
（10）科学实验与观测方法、技术和设备的创新。 《规划纲要》提出基础研究未来十五年的目标是在世界科学发展前沿的主流方向上取得一批具有重要影响的原创性成果。为此，973计划设立重要科学前沿领域，围绕科学前沿重大问题进行重点部署，鼓励和支持原创性研究，孕育更多的创新性研究成果，努力在世界科学前沿形成我国的优势领域，增强我国原始性创新能力。
重要科学前沿领域重点部署：对科学发展具有重要带动作用和重大影响的前沿研究；与相关学科交叉融合，可能形成新的学科生长点的前沿研究；能充分体现我国优势与特色，有利于迅速提升我国基础科学国际地位的前沿研究。
重点支持以下类型的研究：
(1)经过科学基金培育、可望取得重大突破的科学前沿研究；
(2)基于重大科学工程开展的科学前沿研究；
(3)基于重大国际合作计划开展的科学前沿研究；
(4)需要重点部署的前瞻性基础研究。
