中国科学院最新发布的该院“十二五”发展规划纲要提出，“十二五”期间，中科院将构建可持续能源与资源、先进材料与绿色智能制造、普惠泛在的信息网络、生态高值农业和生物产业、普惠健康保障、生态与环境保育发展、空天海洋能力新拓展、国家与公共安全等8大体系，并围绕这8大体系建设进行战略布局。
——可持续能源与资源体系。重点部署规模化可再生能源发电和先进核裂变能、煤炭清洁高效综合利用、深部资源探测装备研制与应用示范等3个战略性科技问题。
——先进材料与绿色智能制造体系。重点部署高品质基础原材料的绿色制备和高性能复合材料开发制备、资源高效清洁循环利用、泛在感知信息化制造技术等3个战略性科技问题。
——普惠泛在的信息网络体系。重点部署“后IP”网络示范、物联网技术、高效低成本绿色艾级超级计算技术和云计算技术、低成本低功耗信息器件系统研究与应用示范等4个战略性科技问题。
——生态高值农业和生物产业体系。重点部署农业动植物品种的分子设计、生物制造与新生物产业等2个战略性科技问题。
——普惠健康保障体系。构建满足中国十几亿人口需要的普惠健康保障体系，拟重点部署重大慢性病早期诊断与系统干预、脑与认知科学和心理精神健康、干细胞与再生医学、低成本普惠健康医学技术等4个战略性科技问题。
——生态与环境保育发展体系。重点部署中国碳循环及应对气候变化研究、区域环境模拟与流域环境管理系统研发与应用示范、战略生物资源保护利用与生物多样性等3个战略性科技问题。
——空天海洋能力新拓展体系。重点部署空间科学、深海大洋能力拓展、数字地球科学系统和全球与区域环境监测技术系统等3个战略性科技问题。空间科技方面，前瞻部署空间量子科研、暗物质探测研究、空间生命探索研究、基于新概念和新技术的遥感和定位技术、新的观测窗口及成像探测技术、南极冰穹A天文观测等；海洋科技方面，前瞻部署深海环境、生态系统与生物多样性、海底物质循环与热液/冷泉活动研究等。
——国家与公共安全体系。构建中国国家与公共安全体系主要任务是：发展传统与非传统安全防范技术，提高监测、预警和应急快速反应能力，保证中国有效进入与和平利用空间，保障中国海洋产业和海洋运输战略通道安全，有效防范对中国人民生活和生态环境的生物威胁，维护中国信息与网络空间安全。重点部署空间态势感知、社会计算与平行管理等2个战略性科技问题。
中科院“十二五”规划还提出，该院将定向持续研究重大基本科学问题，主要包括“物质、能量与信息调控”、“光合作用机理”、“人造生命和合成生物学”、“宇宙结构与演化、深层次物质结构”。
