國家體育場設計大綱要求：“國家體育場的設計應充分考慮以信息技術為代表的，包括新材料和環保等技術的高新技術。在建筑、結構、建材、環保、節能、智能化、通信、信息和景觀環境等方面，通過采用可靠、成熟、先進的高新技術成果，將國家體育場建設成為一個具有以人為本的信息服務、方便可靠的通信手段、先進舒適的比賽環境和堅實可靠的安全保障的特點的新型場館。在設計中體現奧運場館的時代性和科技先進性，使其成為展示我國高新技術成果和創新實力的一個窗口。”

　　1、以國家體育場建設對科技的需求為出發點，提高體育場建設科技創新能力，積累高科技應用于體育場的經驗，使科技創新成為“三大理念”的動力和保障。

　　2、在設計和施工過程中，針對國家體育場建設過程中的若干瓶頸和焦點問題，重點安排一批科研攻關項目和課題，解決設計和建設中的難題。在各專業設計上重點應用較成熟并具有科技含量的技術，使體育場體現一流的建設和運營的科技水平。

　　針對鋼結構設計關鍵技術成功的科研攻關

　　主要內容包括：

　　(1)焊接薄壁箱形構件研究；

　　(2)鋼結構復雜節點研究；

　　(3)大跨度結構溫度場研究；

　　(4)大跨度結構地震安全性研究；

　　(5)大跨度結構風振系數研究(風洞試驗)；

　　(6)焊接薄壁箱形構件設計理論研究；

　　(7)彎扭構件設計理論研究；

　　(8)復雜節點構型研究；

　　(9)多個焊接箱形薄壁構件交匯節點研究。

　　針對施工關鍵技術成功的科研攻關

　　研究內容包括：

　　(1)灌注樁基礎工程施工技術研究；

　　(2)超長結構混凝土裂縫控制技術研究；

　　(3)雙斜柱綜合施工技術研究；

　　(4)空間彎扭箱型截面構件及多向微扭空間節點的加工制作技術研究；

　　(5)高強鋼Q460厚板(100mm)焊接性能試驗、焊接工藝技術研究；

　　(6)巨型馬鞍型空間鋼結構整體卸載技術研究；

　　(7)國家體育場鋼結構負溫焊接試驗研究應用；

　　(8)國家體育場鋼結構合攏技術的研究應用；

　　(9)國家體育場膜材及膜結構檢驗技術研究。