（一）第一艘无人飞船"神舟二号"发射成功。2001年１月１０日１时零分，中国自行研制的"神舟二号"无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，１０分钟后成功进入预定轨道，它标志着中国的航天事业向实现载人飞行迈出了重要一步。"神舟二号"飞船是第一艘正样无人飞船，飞船的系统结构有了新的扩展，技术性能有了新的提高。飞行期间，进行了空间生命科学、空间材料、空间天文和物理、微重力科学等领域的实验。
（二）人类基因组"中国卷"率先绘制完成。人类基因组计划率先在中国取得突破：中国科学家在不到两年时间里完成了所承担的染色体区域测序任务，在六个参与国中率先绘制出完成图。与草图相比，"中国卷"完成图的覆盖率从９０％提高到１００％，准确率从９９％提高到９９.９９％。
（三）首次独立完成水稻基因组"工作框架图"和数据库。中国科学院基因组生物信息学中心和中科院遗传所、国家杂交水稻研究中心等单位的科学家已测定约２２亿个碱基对的序列，序列和基因的覆盖率均达９５％以上，９０％的区域准确率达到９９％。这一研究是中国生命科学领域的又一重大突破。
（四）建成世界上最大种质资源库。由科技部等单位组织立项，中国农科院作物品种资源所等单位承担完成的国家作物种质资源库，保存种质资源数量处于世界第一，长期贮存的种子数量达到３３万多份，为作物育种和生产提供了雄厚的物质基础。
（五）性能最高的超级服务器"曙光３０００"研制成功。中国科学院计算技术研究所研制的"曙光３０００"超级服务器，最高运算速度达每秒４０３２亿次、内存总量达１６８ＧＢ，成为全国迄今性能最高的国产超级服务器。"曙光３０００"在整体上已经达到国际先进水平，机群操作系统等部分技术达到国际领先水平。
（六）科学家成功直接观察分子内部结构。中国科学技术大学侯建国、杨金龙、朱清时等利用扫描隧道显微镜，将笼状结构的碳６０分子组装在一单层分子膜的表面，在零下２６８摄氏度时冻结碳６０分子的热振荡，在国际上首次"拍摄"到能够清楚分辨碳原子间单键和双键的分子图像。这种单分子直接成像技术为制造纳米器件提供了有效手段。
（七）早期生命研究获重要成果。２００１年１１月２２日出版的英国《自然》杂志发表了西北大学舒德干教授等人合作完成的早期生命研究领域又一突破性成果--《中国澄江化石库中发现新的后口动物门》，并将这一奇特的绝灭类群命名为"古虫动物门"。这是《自然》杂志近年来第六次公布舒德干等对"寒武纪生命大爆发"研究项目的系列性科学发现。
（八）新核素合成研究获突破。中国科学院近代物理所的科研人员在新核素合成和研究方面取得了新的重要突破：首次合成了超重新核素２５９Ｄb，使中国的新核素合成和研究跨入了超重核区的大门；首次在国际学术刊物上确认了β－缓发裂变先驱核２３０Ac，率先登上了核科学家梦寐以求的缓发裂变岛。这两项成果已得到国际同行专家的好评。
（九）全国土地资源"家底"摸清。该项目由全国农业区划委员会负责领导，汇总的主要成果有：《中国土地资源》和《中国土地资源调查技术》等专著；《中国土地资源调查数据集》；全国１：５０万土地利用分幅图、全国１：２５０万和１：４５０万土地利用挂图；《中国土地资源调查画册》和技术专题片等１０多项成果。这是中国迄今为止最系统、全面、准确的土地国情国力资料，项目成果整体上达到国际先进水平。
（十）创世界棉花单产"三连冠"。中国科学院组织多个研究所，建立不同类型示范区，以技术集成的方式，探索新疆棉花可持续优质高产的途径，实现了棉花种植技术的重大突破，连续三年创造了亩产皮棉２００公斤至２５０公斤的世界高产纪录。科研人员在新疆累计推广棉花面积达２４０万亩，增产棉花５７７１万公斤，增加产值５.６亿元。