规划提出，到2020 年，重大科技基础设施建设和运行总体技术水平进入国际先进行列，运行和使用效率整体达到国际先进水平，一批设施的技术指标居国际领先地位;薄弱领域设施建设明显加强，优势方向进一步巩固和发展，支撑前沿科技领域开展原创性研究的能力显著增强。投入运行和在建设施总量55个左右，基本覆盖重点学科领域和事关科技长远发展的关键领域。
规划指出，以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7个科学领域为重点，从启动建设、筹备论证、探索预研、完善提升四个层面，推动国家重大科技基础设施布局建设和发展。“十三五”时期，按照“成熟一项、启动一项”的原则，优先布局10个建设项目。