纤维复合材料与工程耐久
重点开展玄武岩纤维、碳纤维、高分子纤维以及纳米复合材料等具有自主知识产权的高性能纤维材料、树脂基复合材料以及多功能纳米纤维复合材料的开发和性能提升工作，掌握相关先进材料的工业化核心制造技术；研究开发超高性能和寿命的各类树脂基材、复合材料以及结构体系，建立多场耦合极限环境作用及材料与结构体系的微观结构及服役性能的实时模拟解析评价系统；同时，大力研究和开发纤维材料及纳米复合材料在土建交通基础设施、能源环境设备、汽车船舶及航天航空结构与工程中的核心应用技术。

节能材料与环境控制
重点围绕传统节能材料的高度改性、新型超高绝热性能保温材料、超高温滤材、建筑结构及保温一体化材料与技术、高效储能与调控材料、结构节能技术、建筑材料的无毒健康性技术以及零能耗建筑体系开展研究和攻关；开发基于先进传感技术的建筑环境及能源管理智能控制系统，建立人居环境健康性，安全性及可持续性模拟解析及评价体系；同时，将在高温烟气净化及余热利用以及太阳能利用等方面进行研究。

智能传感与感知工程
重点开展智能材料、智能传感及城市设施及系统的物联网技术的研发工作，包括智能纤维及高分子复合材料、纳米传感材料、分布式光纤传感技术、无线传感网络技术、环境发电技术、生物及化学传感技术等；利用先进的智能材料及传感技术并结合高性能高寿命结构材料技术研究开发各类智能结构技术和体系，开发城市工程系统的结构健康监测与控制技术以及实时灾害识别和物联网管理系统；综合集成智能传感、材料、节能以及仿生技术，研究和建立新一代“智能及生命化”可持续城市工程体系。

城市高效运行与安全保障
重点针对城市基础设施和国家生命线工程（如核电站、高速铁路、高速公路、电力燃气管网、房屋、桥梁、新能源基础设施等特种结构等）的高效运行模式，研究城市安全理论，安全保障措施以及模拟解析评价方法；研究大型结构体系在多场耦合极限环境作用下服役性能退化规律、灾变机理以及综合抗灾能力提升方法，开发大规模城市系统脆弱性评价体系以及应对各种灾变（地震、强台风、暴风雪、火灾、恐怖袭击、爆炸）的预警网络和快速评估系统以及修复重建方法。