8.高性能声功能材料研究
围绕高性能化的目标，研究大尺寸和定向的弛豫铁电单晶、人工梯度结构和超结构、复合结构等声功能材料，为研制综合性能优异的超声换能器和超声探测系统提供基础。
制造与工程科学领域
1.高端装备设计、制造、运行和控制
针对国家发展高端装备的战略部署，研究能源动力、节能型冶金化工、材料加工、大型工程作业等装备高端功能形成的多学科原理、多技术界面、多功能模块耦合集成功能演化的机理、规律、设计方法和集成技术，研究高效能装备可靠运行和智能化控制的科学基础。
2.高性能零件、构件制造
针对战略性新兴产业和重大工程用高端装备等对零件和构件的特殊需求，研究高性能关键零件、构件的结构与性能一体化设计和制造，多尺度结构热冷加工和处理、特种加工等复杂制造成形成性的科学基础。研究在复杂极端条件下的关键零件、构件的服役性能、失效机理（疲劳、腐蚀、磨损等）和全寿命安全评定。
3.多尺度精密制造与微纳制造
针对信息产业、大型光学系统、科学仪器等对特种功能结构制造精度的极高要求，研究宏观尺度的纳米精度制造、纳米尺度亚纳米精度制造的原理、工艺；研究超高精度制造的数字化理论和方法。
4.智能型装备与仿生制造
针对高端装备为生命健康服务的基本需求，研究和创新生机电融合的智能型医疗装备、康复装备。研究具有智能感知与识别、机器学习与推理、智能决策与功能自重建的智能型高端制造装备。
5.超大型水利、海洋、交通工程基础设施设计、建设与运行基础问题
高坝大库和梯级水库群、深长隧道和金属/非金属矿井、高填方路基、大型海上浮式结构物及海上新能源开发工程等重大工程设计、建设与运行中的岩土力学、荷载、结构材料、动静力学等重大科学问题；研究其环境灾害作用、工程安全和重大力学基础问题。
6.重大工程结构和工程系统全寿命周期安全
针对超高层建筑、特大跨桥梁、核能基础设施和复杂环境下的生命线工程等，研究大型复杂工程结构的损伤演化、健康监测与安全评定、性能控制和性能设计的理论与方法，研究在地震、台风等作用下，重大工程结构与工程系统的灾害孕育演化过程、灾害链效应、风险标准、评价和相应的抗灾防灾设计方法。
7.重大工程的环境友好及可持续发展
研究重大工程建设和运行中实现环境友好及可持续发展的关键科学问题。建立在先进测试和信息技术上的实时化、数字化、标准化的大规模监测，为重大工程的全寿命周期安全服役提供科学基础。
8.面向制造和工程科学的模拟和验证
针对复杂装备和工程系统，研究设计、制造/建造过程的数理建模、数值仿真和虚拟运行的数字化及其科学基础，建立大型计算体系和软件；研究物理实验和数值模拟结合的新方法，研究数值模拟的验算或验证。
综合交叉科学领域
1.涉及飞行器的综合交叉研究
航天工程中重大动力学及系统控制研究；高超声速气动热环境与热保护材料耦合问题；航天器对接的精确控制。
2.重大灾害的预警与防控和公共安全
重大灾害致灾因子的识别、灾害前兆信息的获取与灾害的预警；灾害演化规律与防灾、减灾；涉及公共安全的重大基础问题。
3.对地观测、导航与位置感知
高分辨的对地观测与高精度的导航基础理论；遥感信息的动态分析与建模；深空、深海的探测与导航理论与方法；自然与社会信息位置感知的新方法与新技术。
4.城市与城际交通网络工程
城市交通网络系统的发展演化机制与管控；道路与轨道交通安全，重大事故的预警与防范；智能化交通管理系统。
5.节能减排中的重大科学问题
规模化二氧化碳的捕集与封存研究；二氧化碳的化学转化、生物转化和资源化利用研究。
6.合成生物学
生物元件、模块的标准化、适配性研究与模块库的构建；生物元件、模块的装配、系统优化和在工业、农业、医学中应用。
7.绿色化工与生物化工过程工程
化工与生物化工过程的系统集成与优化；用仿生技术设计和优化生物质高效转化的过程工程。
8.生命科学和生物技术中的学科交叉研究
开展重大疾病的多学科交叉研究；探索信息、微流控、成像等技术在疾病诊疗、检验、检疫和分子育种中的应用。
重大科学前沿领域
重点支持经过自然科学基金等前期培育取得重要进展，应用前景较为明朗，可望取得重大突破的科学前沿研究；基于国家重大科学工程开展的科学前沿研究；基于重大国际合作计划开展的科学前沿研究；其他可望取得重大突破的科学前沿交叉综合研究。例如：大亚湾中微子实验的物理研究，原子核稳定性极限的新物理与新技术，基于通信系统的导航定位基础研究和理论探索，能源、自然灾害和深空探测等国家重大需求中非线性动力学的斑图与轨道稳定性研究，生命过程中的重要科学前沿问题及相关的新技术和新方法，我国独特的重要生物资源分布、进化及对环境适应的机制，化学反应动力学的若干前沿问题研究，地震破裂过程与强地面运动评估等。
