移動互聯網
加快TD-LTE、Wimax等移動互聯網核心技術的研發，形成一批搶占國際先機的知識產權，大力推動在移動通信與互聯網業務融合過程中的商業模式創新。
近年來，中關村地區的企業和科研院所承擔了國家下一代互聯網工程中的超過1/3的項目，研究開發出了大量的成果。
物聯網
在智能和微型傳感器、傳感器網絡通信、物聯網控制與信息安全等物聯網關鍵技術研發并形成國家和行業標準，推動建設一批標志性示范工程。
2009年11月1日，由中關村在物聯網產業鏈上下游具有優勢的40余家機構共同發起成立“中關村物聯網產業技術創新戰略聯盟”。通過3年的努力，推動建設10-12項標志性示范應用工程，培育8-10家行業龍頭企業，形成一批自主知識產權產品和集成應用解決方案、國家或行業標準5項以上。使北京中關村成為我國物聯網高端特色產業中心、應用示范中心、工程技術研發中心和標準制定中心。
云計算
加快大規模并行計算、海量存儲、信息安全、云計算服務軟件、云計算終端等關鍵技術的研發，推出一批具有影響力云計算服務模式。
2010年7月9日，中關村云計算產業聯盟成立。北京市將實施“祥云工程”計劃，發揮云計算領域技術和產業優勢，遵循服務引領、自主創新、國際同步、產業鏈聯動的原則，合理規劃布局云應用、云產品、云服務和云基礎設施，積極參與國際競爭，力爭到2015年，形成500 億元產業規模，成為世界級的云計算產業基地。產業聯盟的發展目標是力爭通過3年的努力，使北京中關村成為我國云計算研究中心和產業基地。
智能電網
加強中關村在無線傳感技術、電力自動控制、高壓大功率變頻調速、超導材料等領域優勢，大力推動大容量儲能、超導、電力電子和微電子技術發展。
2010年3月12日，中關村管委會聯合中科院北京分院、中國技術交易所等單位正式成立“中關村智能電網產業技術創新戰略聯盟”，發布了“兆瓦級商業儲能”、“大型能源基地電網接入輸送”、“大型水電流域綜合監控”等一批創新能力強、經濟效益高、帶動作用大和應用前景廣闊的重大科技成果項目。中關村在智能電網行業標準制定、底層技術研發、大容量儲能、電網監測、數據采集、調度及控制系統軟件等方面擁有良好的基礎，從核心技術到行業應用，都擁有突出的競爭優勢。
低碳技術和節能環保
推動光伏發電與光熱發電、風力發電、生物質發電、地熱利用（各類熱泵）、氫燃料電池等技術領域的快速發展。
中關村先后成立了“中關村國家污水資源化產業聯盟”、“北京動力電池產業聯盟”、“中關村半導體照明產業聯盟”、“中關村資源節約與能源管理服務產業聯盟”等低碳技術領域產業聯盟。
中關村已覆蓋低碳經濟主要領域。中關村兩萬多家企業中，有2000多家企業涉及低碳領域。經過多年的發展，中關村企業已經覆蓋了低碳經濟的主要領域：可再生能源及新能源、新能源汽車、建筑節能與工業節能、煤的高效清潔利用等。近年來，能源、環保等低碳產業已成為中關村第二大產業，是園區新的經濟增長點。2009年，中關村新能源與節能高效產業實現總收入1260億元，同比增長26％。
生物醫藥
堅持醫藥研發與高端制造并進，形成基因藥物、抗腫瘤藥物、生物芯片、干細胞組織工程、生物疫苗、數字化診療設備等具有全球競爭力的生命科學和生物醫藥產業。
由北京大學、北京醫藥集團有限責任公司、北京醫藥行業協會等16家機構共同發起組建北京新藥創制產學研聯盟，旨在加快科技成果在京轉化落地，扭轉京藥市場占有率普遍不高的困境。聯盟將采用科研院所與企業共建的模式，重點開展新藥中試平臺、臨床研究指導中心、品種研發與轉化以及人才培訓基地四方面的建設工作，實現北京醫藥產業資源與科技資源的有效對接，加快新藥產出。
軌道交通
在中關村國家自主創新示范區領導小組辦公室和市軌道交通建設指揮部的共同組織協調下，北京市基礎設施投資有限公司等 50余家相關單位共同發起組建聯盟，將用5-10年的時間，進一步完善軌道交通技術標準，解決地鐵安全門和盾構機等技術的國產化，為首都軌道交通建設、運營維護、升級改造提供自主創新的技術、設備和服務支持。
新能源和新材料
普能公司是全球惟一可以提供兆瓦級釩電池商用化系統的企業。擁有覆蓋全球釩電池領域超過50%的知識產權體系。
中核能源的低溫核供熱堆技術和高溫氣冷堆技術，擁有自主知識產權，在國際核領域處于領跑地位。
國能風力發電有限公司攻克了兆瓦級垂直軸風機研發制造方面的世界性技術難題，掌握了核心技術。具有工作風速范圍寬、發電量多、可靠性高、環境協調性好、維修簡單、安裝方便的特點，已在北京平谷成功試驗運行。
三網融合
維信諾公司掌握了OLED材料、器件、工藝和驅動等關鍵技術；發明了新型高性能電子注入技術，打破了國外對OLED 關鍵技術的壟斷。在江蘇昆山高新區建設“中國內地第一條OLED大規模生產線”基地，是我國顯示領域第一次依靠自主掌握的技術實現大規模生產，標志著我國在新型平板顯示技術領域通過多年自主創新取得重大突破。
空間信息服務
國智恒電力管理科技有限公司基于北斗衛星導航系統研發的“北斗電力全網時間同步管理系統”，成功解決了我國電力系統全網時間不能準確同步的重大安全問題，徹底解決了目前我國電網的時間同步系統因GPS固有授時缺陷而造成的巨大經濟損失，保證了我國電網的運行安全。
北斗星通是北斗最大的運營商，是漁業行業最大的北斗船載終端設備供應商，擁有1萬多個北斗用戶以及5萬多個伴隨手機用戶。北斗星通研發的具有完全自主知識產權、國內首創基于北斗的多系統多頻率高性能SoC芯片，將打破GNSS芯片領域被國外廠商掌控的局面，為北斗系統的天地統籌發展和北斗衛星產業化進程起到了重要推動作用。
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