通过机械、控制、仪器科学、医学等多学科交叉融合，开展芯片化原子磁强计、高性能窄线宽半导体激光器、抗弛豫微小型碱金属原子气室、精密电磁控制、系统集成与测试等前沿技术与工程化研究。
突破零磁医疗装备及核心器部件关键技术，打通完整的技术攻关链条，形成完备的系列化功能成像高端医疗装备产品设计、研发、测试及中试生产能力。
支撑高端医疗装备“中国制造”和人体功能信息诊断的“中国标准”，服务于零磁医学研究、重大心脑疾病的机理研究和临床诊断。

聚焦地磁演化与地球动力学、地震机理及预报等重大科学问题，以及矿产资源勘探、海洋磁异常探测、电力系统全景感知、电力量传溯源等重大应用需求。
开展基于原子磁强计的地磁测量仪器与应用技术研究，突破高精度、芯片化、穿戴式等各类地磁原子磁强计及应用系统核心关键技术。

聚焦新概念新原理陀螺仪、加速度计等核心惯性器件研发、微小型高精度惯性测量单元集成、惯性/卫星组合导航及新型多源融合导航系统研制等技术方向，不断推动高性能定位导航系统在自动驾驶、物联网、室内外无缝定位导航等领域的应用，带动新兴定位导航技术产业创新和发展。
培育核心器件、部件、系统及应用全产业链高科技企业，引领定位导航技术产业发展。

面向地球科学研究和环境监测领域需求，开展基于无人机、卫星、海洋浮标等载体平台的地球磁场测量工作，将先进的航空航天技术与精密地磁传感器相结合，实现对地球磁场的全球范围、高精度、高分辨率、高频次的监测。
深入研究地球磁场的时空变化规律，探索地球内部结构与地外空间活动之间的关系，为地球科学研究提供重要的数据支持。
为进一步推动产业化进程，将梳理相关研究成果和工程技术，孵化一系列的高新技术企业，涵盖净磁稳定平台、地磁测量载具、地磁数据应用等行业和领域。
预期形成空天地一体化高端装备、技术体系和创业公司集群，从而推动地球磁场监测的技术创新与应用发展，服务于地球物理科研、灾害监测预警、导航定位、矿产开发、环境保护等领域。