中国科学院国家天文台主要从事天文观测和理论以及天文高技术研究，并统筹中国天文学科发展布局、大中型观测设备运行和承担国家大科学工程建设项目，负责科研工作的宏观协调、优化资源和人才配置;重点研究领域有：宇宙大尺度结构、星系形成和演化、天体高能和激发过程、恒星形成和演化、太阳磁活动和日地空间环境、天文地球动力学、太阳系天体和人造天体动力学、空间天文观测手段和空间探测、天文新技术和新方法等。
以“十三五”期间国家天文台承担的载人航天、空间科学先导专项、空间天文卫星工程、二代导航等国家重大科技任务为牵引，在北京怀柔综合性国家科学中心打造的集空间天文终端前沿技术研发，空间天文科学应用系统研制与长期运行，高精度时空测量与导航通信终端研发和成果转化及科学产出服务为一体的、国际先进的空间天文与应用研发实验平台。
平台项目占地30.47亩，建筑面积2.06万平方米，主要建设空间天文研发楼、空间天文应用实验楼两个单体科研楼。项目建成后，将为国家天文台承担的国家重大空间科技任务的实施提供条件保障，促进空间天文领域的科学、技术和应用的原始创新，服务于空天安全、导航通信等国家战略需求。
载人航天
是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天的目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，更广泛和深入地认识地球及其周围的环境，更好地认知整个宇宙;充分利用太空和载人航天器的特殊环境从事各种试验和研究活动，开发太空及其丰富的资源。载人航天器由载人航天系统实施，载人航天系统由载人航天器、运载器、航天器发射场和回设施、航天测控网等组成，有时还包括其它地面保障系统，如地面模拟设备和航天员训练设施。
根据飞行和工作方式，载人航天器可分为载人飞船、载人空间站与航天飞机三类：
①载人飞船按乘坐人数分为单人式飞船和多人式飞船，按运行范围分为卫星式载人飞船和登月载人飞船。
②载人空间站又称为轨道站或航天站，可供多名航天员居住和工作。
③航天飞机既可作为载人飞船和空间站进行载人航天活动，又是一种重复使用的运载器。
空间科学先导专项
空间科学由于其前沿性、带动性、拓展性和发展的紧迫性其对我国实施创新驱动发展战略具有十分重大的意义。空间科学先导专项是国务院2010年批准的“创新2020”A类先导专项之一，2011年1月11日正式启动。
专项的“十二五”总目标是在最具优势和最具重大科学发现潜力的科学热点领域，通过自主和国际合作科学卫星计划，实现科学上的重大创新突破，带动相关高技术的跨越式发展，发挥空间科学在国家发展中的重要战略作用。
主要内容包括预先研究、背景型号和四颗科学卫星工程(暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星、硬X射线调制望远镜卫星)，以及科学卫星任务公共的地面支撑系统的建设。
卫星导航系统由导航卫星、地面台站和用户定位设备三个部分组成。
①导航卫星：卫星导航系统的空间部分，由多颗导航卫星构成空间导航网。
②地面台站：跟踪、测量和预报卫星轨道并对卫星上设备工作进行控制管理，通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分。跟踪站用于跟踪和测量卫星的位置坐标。遥测站接收卫星发来的遥测数据，以供地面监视和分析卫星上设备的工作情况。计算中心根据这些信息计算卫星的轨道，预报下一段时间内的轨道参数，确定需要传输给卫星的导航信息，并由注入站向卫星发送。
③用户定位设备：通常由接收机、定时器、数据预处理器、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号,从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数(距离、距离差和距离变化率等)，再由计算机算出用户的位置坐标(二维坐标或三维坐标)和速度矢量分量。用户定位设备分为船载、机载、车载和单人背负等多种型式。
卫星导航定位技术
采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。利用太阳、月球和其他自然天体导航已有数千年历史，由人造天体导航的设想虽然早在19世纪后半期就有人提出，但直到20世纪60年代才开始实现。1964年美国建成“子午仪”卫星导航系统，并交付海军使用，1967年开始民用。1973年又开始研制“导航星”全球定位系统。苏联也建立了类似的卫星导航系统。法国、日本、中国也开展了卫星导航的研究和试验工作。卫星导航综合了传统导航系统的优点，真正实现了各种天气条件下全球高精度被动式导航定位。特别是时间测距卫星导航系统，不但能提供全球和近地空间连续立体覆盖、高精度三维定位和测速，而且抗干扰能力强。
北京怀柔综合性国家科学中心
北京怀柔综合性国家科学中心的规划设计和建设，会汲取国际著名科学城的建设经验，按照国际一流标准进行。按照建设规划，到2020年，北京怀柔综合性国家科学中心建设的成效将初步显现;
到2030年，建成世界级的国家重大科技基础设施集群，在六大科学领域取得重大原创突破，全面建成世界知名的综合性国家科学中心
依据方案目标，今年全社会研究与试验发展经费投入强度保持在6%左右;每万人发明专利拥有量98件左右，居全国首位;同时突出关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术创新等。北京市提出要在新能源智能汽车、新材料等十个高精尖产业领域，促进形成从基础研究、技术开发、成果转化产业化发展的完整链条;国家高新技术企业数量达到2.2万家，处于全国前列;技术合同成交额超过4800亿元，创业投资额占全国比重三分之一左右，居全国首位。