在重要基础研究、战略高技术研究和可持续发展相关系统研究方面取得一大批重要创新成果。

——通过空间观测发现可能来自暗物质的电子能谱额外超出，引起国际科技界的高度关注；在被《科学》杂志列为2008年世界十大科技进展的铁基超导体研究方面取得群体性突破，居世界领先水平；研制成功世界上首个量子中继器，使任意距离的量子通信成为可能；世界上唯一兼具大口径、大视场、高分辨的大天区面积光纤光谱天文望远镜（LAMOST）正式投入运行，在光谱巡天方面居国际领先地位；全面优质完成兰州重离子加速器冷却储存环并通过国家验收，为我国核物理研究及核技术应用提供了国际先进水平的平台。

——成功研制并发射“创新一号02卫星”，以及“风云三号”与“风云二号”气象卫星、“遥感卫星五号”、“环境1—A、1—B”卫星的主要载荷，大幅度提升了我国空间技术的能力与水平；抗辐照核心电子元器件研制取得突破，专用高性能碳纤维研发成功并投入批产，解决了国家在部分高端元器件与基础材料方面的迫切需求；0.6Mpa 300吨/日加压灰熔聚流化床工业示范顺利完成并投料试车，标志着我国自主研发的加压灰熔聚流化床技术进入大型商业化示范阶段。在事关国家安全的科技创新方面也取得了一批重大创新成果。

——发现大脑皮层神经元放射状迁移导向机制，将有助于揭示大脑皮层结构的形成和深入理解脑结构与功能关系；获得大鼠重编程多能干细胞，该技术可用于产生基因敲除大鼠和转基因大鼠，为建立人类疾病模型提供了新的重要途径；解析出禽流感病毒聚合酶复合体精细三维结构，为研发抗禽流感病毒药物提供了潜在靶点和模型；发现二型糖尿病干预新方法，为该疾病的早期发现和预防控制提供了遗传学基础和新的途径；抗生素类创新药物盐酸安妥沙星完成临床实验，是我国第一个具有自主知识产权的新型氟喹诺酮抗菌药物；一类新药“芬克罗酮”完成临床实验，为抗早老性痴呆提供了新希望；克隆出控制水稻籽粒形成的重要基因，为大幅提高水稻产量提供了可能。

——提出了太平洋板块俯冲与华南中生代大规模岩浆活动和成矿规律新模式，开展了深部找矿勘查技术示范；攻克了凡纳滨对虾引种、育苗、养殖技术，成功实现规模化应用；确定了我国重要生态服务功能区域，与环境保护部联合编制了《全国生态功能区划》，为有效管理全国生态系统提供了依据；完成了中国水土流失与生态安全综合科学考察并提出科学对策，为国家坡耕地整治重大治理工程的立项发挥了重要作用；开发了抑制剂协同增效及磷素活化技术，形成长效缓释肥系列产品，并在国内48家企业推广应用。