《规划》提出了“十二五”科技发展的总体目标：自主创新能力大幅提升，科技竞争力和国际影响力显著增强，重点领域核心关键技术取得重大突破，为加快经济发展方式转变提供有力支撑，基本建成功能明确、结构合理、良性互动、运行高效的国家创新体系，国家综合创新能力世界排名由目前第21位上升至前
18位，科技进步贡献率力争达到55%，创新型国家建设取得实质性进展。
同时，《规划》从研发投入强度、原始创新能力、科技与经济结合、科技惠及民生、创新基地建设布局、科技人才队伍建设、体制机制创新等方面提出了具体的目标和指标。其中，全社会研发经费与国内生产总值的比例提高到2.2%;每万人发明ZL拥有量达到3.3件，研发人员发明ZL申请量达到12件/百人年;全国技术市场合同交易总额达到8000亿元，高技术产业增加值占制造业增加值的比重达到18%。
为实现这一目标，《规划》对未来5年我国科技发展和自主创新的战略任务进行了部署，突出七大重点：一是加快实施国家科技重大专项，二是大力培育和发展战略性新兴产业，三是推进重点领域核心关键技术突破，四是前瞻部署基础研究和前沿技术研究，五是加强科技创新基地和平台建设，六是大力培养造就创新型科技人才，七是提升科技开放与合作水平。