整合功能基因组、蛋白质组和代谢组学等研究手段，研究水稻、蔬菜和油料作物重要性状的遗传控制及分子改良；植物的生长发育、代谢调控、抗逆、光合作用、生殖等过程的分子与细胞机制；重大病虫害基础生物学、灾变机理、转基因植物的安全性理论与方法。
（二）材料科学与工程领域
重点研究材料结构功能一体化、新型特种功能材料及其原型器件和部件、过程工业工程科学及其装备，引领纳米科技等高新技术的发展，为上海城市发展和产业提升奠定基础。
8、材料的结构功能一体化设计、制备与表征
力学性能/生物功能、力学/热学性能、力学/光学性能等结构功能一体化材料；尺度可控的高分子复杂结构和特种功能高分子材料；金属基、陶瓷基和高分子基复合材料；轻质高强金属材料；基于同步辐射光源的材料结构和性能的表征方法和理论。
9、新型特种材料制备科学及其原型器件与部件研制
左手材料的设计、制备和表征以及基于左手材料的原型器件研制；分子电子材料设计理论与方法以及新型可控分子电子超微型器件研制；生物器官材料的个性化设计与制备及其原型部件研制；材料的可靠性和材料寿命周期预测以及对环境影响的评估。
10、纳米材料结构与表征
纳米体系的介观物理基础及特性机制与相关理论；纳米材料与结构的构效关系；纳米尺度下物质的输运方法；纳米材料的复合组装体系与集成；纳米结构和性能测量的新技术、新原理和新方法；纳米结构的动态与静态表征；材料的表面、界面结构的表征和测量；纳米结构修饰、组装和定位技术；纳米器件加工技术及实验设备。
11、面向过程工业可持续发展的工程科学问题
大分子、生物活性、多相物系和极端条件下的工程热力学和传递；催化剂工程设计与工程反应动力学；过程工程设计、强化和优化中的多尺度方法；具有多尺度结构的功能化学品设计理论和方法；目标导向的产品微介观结构调控和钢铁材料组织精细控制理论与方法；复杂生产制造过程智能建模与控制理论和方法；复杂生产过程与装备的可重构设计方法、可靠性分析与设计理论及时域与空域的综合优化设计理论与方法。
（三）物质科学与信息领域
加强物质科学和信息领域的科学前沿研究，推动涉及未来信息、通信发展的物理、力学等学科的发展，为上海高科技产业发展提供科技支撑，并在强场物理和带隙物理等优势的方面冲击国际前沿。
12、量子调控
从电子与光子的带隙材料角度，研究单个或少数几个量子过程的能量状态、波函数、自旋态、量子态微观相互作用与纠缠以及量子跃迁和输运过程；新量子材料及器件特性；量子极限下的器件物理学；新一代微纳电子器件的基本物理现象及器件应用；互联网络发展所需要的新型光子学材料和结构。
13、极端条件下的强场物理
强场与超强场物理、强场高能量密度物理；阿秒科学技术；非线性激光先进制造与遥测的理论和方法。
14、空天与海洋工程中的力学问题
（四）空天与地学领域
加强对地观测和深空探测、天文地球动力学研究，带动上海一批相关学科发展，为上海空天产业发展做好知识储备和技术积累。加强河口、海岸及城市的生态与环境基础研究，探索深海过程及其资源环境效应，为生态上海和国际航运中心建设奠定科技基础。
15、对地观测和深空探测
16、天文和地球动力学
建立高精度天文和地球参考系；利用空间技术监测地球整体及各圈层的物质运动，研究这些物质运动的相互关系与机理；行星流体与磁流体动力学理论与大规模计算机模拟；宇宙结构形成数值模拟和暗物质探索及活动星系核研究。
17、河口、海岸及城市的生态与环境
河口、海岸演变机理及环境变化；生态安全预警机制的理论和方法；水资源、水环境和水生态的相互作用理论和方法；城市绿地系统的生态效应与空间格局、城市热岛和浊岛效应；典型化学物质的安全和环境生态风险评价；入侵物种生态后果及防治方法。
18、深海过程及其资源环境效应
深海水层中的物理、化学和生物过程；地震震源带到碳循环、海底以下的流体通量、海底金属和烃类成矿及其破坏过程、海底地壳内微细地震信号的监测。
（五）交叉科学领域
推动纳米、生物、信息、认知等科学的交叉融合，发展计算生物学、计算材料学，探索强场物理在生命科学与医学等科学领域中应用的新原理与新方法，推动数学和物理科学在金融领域中的应用。
19、纳米电子学
纳米尺度下的量子相干效应和电子波的相位特性；与新器件相关的信息功能材料；纳米微处理器、海量存储器等原型器件及关键技术；全分子系统的设计与实现途径。
20、纳米生物与医学
基于纳米技术实现对重大疾病的早期诊断与有效治疗；新型纳米靶向控释药物技术及传递系统；基于纳米材料的组织工程；纳米生物诊断技术；基于生物分子的器件如生物传感器、仿生器件、人工视网膜等；基因排序技术与纳米技术组装的生物芯片。
21、脑发育和可塑性及脑高级认知功能
感觉神经信息处理和调控机理及分子、细胞和组织学基础；脑疾病和脑功能障碍防治；认知活动的脑机制和智力本质及脑式人工智能计算理论；神经细胞的发育、结构和功能的调控机理；学习与记忆过程中信号采集、分析、储存和再提取的机理；神经退行性疾病的重要调控分子及信号转导系统。
22、“深部生物圈”及其微生物的基因组学
深海微生物的生态学；构建种质资源和基因组文库；深海微生物系统发育多样性与深海地质过程的关系，及其在元素循环和有机生物地球化学循环中的作用机理。
23、应用数学模型与方法
研究客观世界中线性与非线性，连续与离散，确定性与随机性，宏观与微观等诸多现象的数学理论及其数学模型和算法，如生物系统和生命过程的数学建模和计算机仿真；集成电路技术中的大规模微分方程组和代数方程组及其反问题；材料科学、信息、航空航天等高技术中所涉及的非线性偏微分方程、准经典极限理论、随机分析以及数值模拟方法；密码学和编码学的理论和方法；多相反应过程和极端条件下的流体力学模拟与计算理论和方法；金融数学和金融物理中的价格形成，金融风险、经纪人相互作用模型、期权定价等理论和方法。
五、上海科技创新体系的建设
上海科技创新体系是国家创新体系的重要组成部分，是承载科学研究和技术创新活动的重要基础，是实现创新资源优化配置、提高科技创新效率与效益并确保价值最终实现的重要支撑。中长期上海科技创新体系建设的目标是：建成要素齐全、布局合理、运行高效、合作开放、互动充分并具有区域特色的城市创新体系。要综合运用法律、经济以及行政手段，深化体制改革，强化机制创新，重点围绕核心资源形成机制、企业动力激活机制、市场价值实现机制以及科技统筹管理体制的建立与完善，采取10个方面的28项政策措施，形成创新人才集聚、研发设施完备、创新源泉涌流、技术转移通畅、创业孵化便捷、主体实力强劲、特色产业集群的科技创新创业新局面。
（一）强化人力资源开发，巩固创新人才根基
创新者是驱动创新和经济增长的动力源泉，是知识密集型产业发展的核心资源。要加大培养和引进的力度，增加创新人才的数量，提高人才的创新能力，形成布局完备、结构合理的科技创新人才梯队，进一步巩固知识竞争力提升所需的人才基础。
1、扩大科技创新人才的储备。要以构筑创新人才高地为目标，致力于科技创新人才的储备。以战略产品的研发与产业化为载体，引进和培养对上海自主创新能力建设具有关键作用的科技领军人才；围绕科技优先发展领域，培养和引进在国内具有重要影响的特色学科带头人和工程化人才，在此基础上重点资助和扶持创新团队，夯实科学家和工程师的基础，并根据产业发展和转型的需求，培养和引进杰出的企业高级技术管理者。加强专职技术管理、知识产权管理、技术转移、投资评估等科技管理人才以及集成电路设计、多媒体、软件、纳米材料等新兴产业的紧缺人才和高技能人才的培养。建立资助在校学生参与科研工作的机制，提高博士生及博士后研究的津贴，吸引更多优秀学生投入研究工作；系统选派优秀人才赴国外进行有针对性的学习；建立“特约研究人员”的资助机制。改进海外创新人才的引进和服务工作，重点引进跨领域、具有前瞻能力的研发人才，营造良好的服务系统，提高上海对国际人才的吸引力。
