创新驱动发展战略引导重大科技基础设施的发展
《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出“提升创新基础能力”，要求“瞄准国际科技前沿，以国家目标和战略需求为导向，布局一批高水平国家实验室。加快能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等科学领域和部分多学科交叉领域国家重大科技基础设施建设，依托现有先进设施组建综合性国家科学中心”。我们必须站在国家发展战略的高度，充分认识重大科技基础设施在创新驱动发展战略中的重要地位。
国家重大科技基础设施在创新驱动发展战略的基本定位和科技创新对设施多方面的紧迫需求，必然要求设施“高速度、高质量、适度超前发展，高水平、全方位服务国家发展战略”。创新驱动发展战略对重大科技基础设施发展的主要需求包括 3 个方面。
实现经济社会高质量可持续发展的需求
要破除我国在能源、资源、环境、健康等领域面临的严峻瓶颈制约，发展绿色技术是实现国民经济高质量持续发展的基本条件。发展绿色技术中许多关键科技问题的突破强烈地依赖重大科技基础设施的支撑。例如：在能源领域，各种传统能源（化石能源、核能）的高效无污染利用、新型高效清洁能源开发、可再生能源规模化利用、能源系统重大装备关键技术的突破等；在地球环境领域，大尺度环境变化及其成因、污染物形成机理和生态毒理、污染治理技术、绿色生产技术等；在生命科学领域，人类疾病防治、动植物经济性状改良和绿色生物制造等。我国现在已经拥有一批支撑这些研究工作的重大科技基础设施，取得了不少成绩，但尚不能满足需求，仍需大力发展。
提高我国综合国力和国际竞争力的需求
我们必须通过科技创新，发展共性关键技术、前沿引领技术、现代工程技术和颠覆性技术，不断提升传统产业的技术水平，不断催生新产业；必须率先突破科技瓶颈，取得新经济增长点的制高点和发展先机，成为新赛场规则的制定者和主导者。而实现这些要求，许多工作都需要高水平的重大科技基础设施作为支撑。
以工程科技为例。当前，工程科技的发展呈现出整体突破并颠覆传统行业的发展态势。随着诸多工程技术系统日益向极限指标、极端环境、自主智能、系统复杂的方向发展以及向物理空间的深度和广度进军，先进制造、通讯、建筑、交通和航空航天等领域提出了一系列前沿科学问题和重大工程技术问题，迫切需要在相应重大设施的支撑下得到突破。我国在提高综合国力和国际竞争力的许多方面存在“短板”和“瓶颈”问题，都与缺乏突破相关科学技术“瓶颈”的研究支撑能力有关，因此具有这种研究与支撑能力的重大设施又是解决“短板”的短板。发展这类设施是重大科技基础设施发展的重中之重。
前瞻性和引领性科学前沿突破的需求
“三个面向”是我国科技工作长期坚持的基本方针。针对“面向世界科技前沿”，实施创新驱动发展战略以来，更加突出强调了“对未来科技发展和经济社会发展有重大影响的科学前沿”和“力争取得引领性突破的基础科学前沿”。这些科学前沿的革命性突破越来越依赖于重大科技基础设施的支撑能力。
在生命科学领域，随着学科交叉、技术集成和知识融合的深入，分子、细胞、组织、大脑等领域的基础研究向纵深推进，要求重大科技基础设施为从理解生命（细胞功能、器官功能等）、模拟生命（人造器官及其相互作用等）到干预和设计生命（定向设计与合成多细胞生命，创造新物种等）的前沿研究提供有效支撑。而这些科学前沿的重大突破，将为解决健康、农业、生态等领域的重大科技问题提供新理论和新方法。
在地球系统与环境科学领域，也存在大量的研究前沿，例如：板块构造理论的发展和完善；地球起源、演化比较行星学研究；新型多污染物相互作用及其生态环境影响、生物有效性、生态毒理前沿问题；海洋系统物质-能量循环与环境-生命过程；地球系统多圈层物理、化学、生物学过程及其相互作用等。这些前沿的突破需要依托重大科技基础设施来开展研究，其研究成果将为解决资源、环境、海洋和气候变化等问题开辟广阔的道路。
国民经济持续发展和国家安全的许多关键技术问题对我国材料科学技术领域提出严峻的挑战，其中许多核心技术必须依托重大科技基础设施来研究。一方面，相关领域的重大科技基础设施必须积极面对这些需求，认真部署，协同攻关，作出应有的贡献。另一方面，材料科学本身面临研究对象逐步从平衡态、线性过程、统计平均的简单体系，过渡到瞬态、动力学、非平衡态、非线性过程、局域和个体的复杂体系，呈现全新的视野，使人类进入物质调控时代。为了实现这种变革性的突破，需要相关设施的性能有变革性的提升，从而提供在各种更极端、更综合的条件下，对研究对象进行更精细的结构表征的能力。
物质结构、宇宙演化、生命起源、意识本质等基础前沿科学研究正在发生或酝酿重大突破。这些可能的重大科学突破不仅将给相关领域带来深刻的革命，还可能产生重大的科学技术创新，转变成为巨大的生产力。物理学和宇宙学面临暗物质和暗能量的重大挑战，正处于重大历史性突破的前夜。重大科技基础设施对这些基础科学领域的发展起到了核心作用，是进一步实现重大突破必不可少的支撑条件。我国从重大科技基础设施发展伊始至今，在这些方面都为人类文明的发展作出了得到国际科技界高度认可的贡献。今后，我们必须有所作为，在若干基础前沿科学研究率先取得突破，取得引领地位。这也是新时代国家发展战略的需求。