以生物大分子结构与功能、多维多尺度成像、能源高效转化、先进加速器、光子科学、材料基础科学等六大领域为重要研究领域，预期在染色体结构紊乱相关疾病的分子机制、重要代谢和免疫疾病相关膜蛋白的动态结构机制、微观自旋电子结构，低能耗电子器件发展、X射线 <ref>[http://news.sohu.com/a/588574717_121221704 X射线都有哪些特性及应用]，搜狐，2022-09-28</ref> 光学技术、加速器新技术等方面取得重大突破。

2014年12月23日，中国科学院正式发文启动上海大科学中心筹建。大科学中心实行理事会领导下的中心主任负责制，并设立科技委员会和用户委员会 <ref>[http://www.doc88.com/p-1982503331606.html 委员会组织机构及职责]，道客巴巴，2018-07-19</ref> 。大科学中心筹建期，由上海应用物理研究所所长和上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所所长任筹建组正副组长。