1，火星探測任務田文壹號探測器成功登陸火星。
2021年5月，田文壹號探測器在火星烏托邦平原南部預選著陸區成功著陸，中國首次火星探測任務成功登陸火星。任務采用“氣動減速-降落傘減速-動力減速-著陸緩沖”四級串聯減速技術路線，建立了設計叠代改進流程和多學科綜合優化方法，提高了系統應對故障工況和進入工況的安全著陸能力。
2.中國空間站和核心艙成功發射，神舟十二號、神舟十三號載人飛船成功發射並與天河核心艙對接。
2021年4月29日，中國空間站天河核心艙從海南文昌航天發射場發射升空，準確進入預定軌道，任務成功。天河核心艙的成功發射，標誌著我國空間站建設進入全面實施階段，為後續任務奠定了堅實基礎。
3.從二氧化碳到澱粉的人工合成
澱粉是谷物最重要的成分，也是重要的工業原料。中科院天津工業生物技術研究所馬延河報道，人工澱粉合成途徑(ASAP)由11個核心反應組成，耦合了化學催化和生物催化，在實驗室實現了二氧化碳和氫氣人工全合成澱粉分子。
4.嫦娥五號月球樣品揭示月球演化之謎。
中國科學院地質與地球物理研究所李、楊偉、、林、中國科學院國家天文臺等。，利用近十年來建立的超高分辨率測年和同位素分析技術，對嫦娥五號月球玄武巖樣品進行了精確的年代學、巖石地球化學和巖漿水含量研究。
5.揭示新冠肺炎(新型冠狀病毒)逃避抗病毒藥物的機制。
新冠肺炎變異體的不斷出現，對現有的疫苗、中和抗體等抗病毒方法提出了嚴峻挑戰，迫切需要開發能有效應對各種變異體的廣譜藥物。在生命周期中，病毒的壹系列轉錄和復制酶組裝成“轉錄和復制復合體”超分子機器，負責病毒轉錄和復制的全過程，在各種突變株中高度保守，是開發廣譜抗病毒藥物的核心靶點。
6.五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)捕捉到了世界上最大的快速射電爆發樣本。
快速射電爆發(FRB)是宇宙中無線電波段最亮的爆炸現象。FRB121102是人類已知的第壹個重復快速射電爆發。中國科學院國家天文臺李勇院士利用五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)成功捕捉到FRB121102的極端活躍期，最劇烈的時期達到每小時65438。
7、實現高性能纖維鋰離子電池規模化制備。
如何設計新的結構(如制造纖維鋰離子電池)以滿足電子產品高度集成和靈活發展的要求，是鋰離子電池領域的壹大挑戰。復旦大學的彭慧生和陳培寧發現了纖維鋰離子電池內阻與長度之間獨特的雙曲線余切函數關系，即內阻不隨長度的增加而增加，而是先減小後趨於穩定。
8.可編程二維62位超導處理器祖沖之的量子行走。
量子行走是經典隨機行走的量子力學模擬，是實現量子模擬、量子搜索算法乃至廣義量子計算的工具。
9.自供電軟機器人成功挑戰馬裏亞納海溝。
深海機器人和設備需要高強度金屬耐壓殼體或壓力補償系統來保護內部機電系統。李鐵峰，浙江大學等。從深海獅子魚“頭骨分散融合於軟組織”的生理特點中提取仿生靈感，揭示深海極端壓力條件下軟體機器人功能器件破壞和驅動失效的內在機理。提出了將硬器件分散到軟基體中調節內應力的方法，以及適用於深海低溫高壓環境的電驅動人工肌肉融合的制造方法。
10.揭示鳥類遷徙路線的起源和長距離遷徙的關鍵基因。
“遷徙生物是如何找到遷徙路線的？”壹直是社會和學術界廣泛關註的話題，也是《科學》雜誌125最具挑戰性的科學問題之壹。中國科學院動物研究所詹湘江等。利用12年的衛星追蹤數據和基因組信息，建立了北極遊隼遷徙的研究體系。發現遊隼主要利用五條路線穿越歐亞大陸，西部遊隼表現為短距離遷徙，東部遊隼表現為長距離遷徙。