我国有望取得突破的五大科学主题和17个优先发展方向包括：

　　主题1“极端宇宙”。主要是探索宇宙的起源与演化，揭示极端宇宙条件下的物理规律。该主题下的优先发展方向包括：暗物质与极端宇宙、宇宙起源与演化、宇宙重子物质探测。

　　主题2“时空涟漪”。主要是探测中低频引力波、原初引力波，揭示引力与时空本质。优先发展方向是空间引力波探测。

　　主题3“日地全景”。主要是探索地球、太阳和日球层，揭示日地复杂系统、太阳与太阳系整体联系的物理过程与规律。优先发展方向包括：地球循环系统、地月综合观测、空间天气探测、太阳立体探测、外日球层探测。

　　主题4“宜居行星”。主要是探索太阳系天体和系外行星的宜居性，开展地外生命探寻。其优先发展方向包括：可持续发展、太阳系考古、行星圈层刻画、地外生命探寻、系外行星探测。

　　主题5“太空格物”。主要是揭示太空条件下的物质运动和生命活动规律，深化对量子力学与广义相对论等基础物理的认知。该主题下的优先发展方向包括：微重力科学、量子力学与广义相对论、空间生命科学。