農業科學、植物學和動物學領域居于前10的熱點前沿分布廣泛，涉及食品科學與工程、植物免疫調控、植物非生物脅迫響應機制、植物生長發育調控、植物基因組及動物營養等6個子領域。

農業科學、植物學和動物學領域有1個方向入選新興前沿，是“水果采摘機器人的識別與定位方法”。

生態與環境科學領域的 Top 10熱點前沿主要分布在生態科學和環境科學兩個子領域（表 7 和圖 4），針對新型環境問題、新型解決方案的研究方向是本年度的主要關注點。

生態與環境科學領域有一個方向入選新興前沿，即“人體組織中微塑料的檢測與暴露”。

地球科學是一門高度依賴觀測技術的學科，2023年地球科學領域Top10熱點前沿中有6個屬于地理學相關研究，3個大氣科學研究和1個行星地質學研究，且大多利用了地球系統模型和對地觀測技術等先進的技術方法與模型，促進新的科學發現。

地球科學領域有1項研究入選新興前沿，即“湯加火山噴發全球影響研究”。

臨床醫學領域位居前十位的熱點前沿集中于腫瘤免疫治療、靶向治療和分子特異性PET成像，遺傳病基因治療，以及新冠相關藥物治療和疫苗評價等方面。腫瘤免疫治療、靶向治療歷年來一直保持較高熱度，是今年熱點前沿的核心議題。

臨床醫學領域2023年入選的5個新興前沿主要涉及猴痘流行病學研究、黑色素瘤免疫治療、托法替尼治療的心血管風險、前列腺癌聯合治療、2型糖尿病治療5個方面，具體研究方向如表。

生物科學領域位居前十位的熱點前沿包括先導編輯技術、新型測序技術、人工智能預測蛋白質結構、人類全基因組泛癌分析、阿爾茨海默病的血液生物標志物、外泌體的生物學功能和新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）感染等研究方向。

生物科學領域有4項研究入選新興前沿，主要研究主題包括“愛潑斯坦-巴爾病毒（EBV）是導致多發性硬化癥的主要原因”、“人類基因組的完整序列”、“銅死亡：銅誘導腫瘤細胞死亡機制”和“色氨酸代謝：疾病治療新靶點”。

化學與材料科學領域Top10熱點前沿主要分布在電化學、納米材料、有機化學、新興交叉等研究方向。電化學方向有4項，分別為海水電解催化劑、電催化硝酸根還原合成氨、陰離子交換膜燃料電池、電催化合成過氧化氫。納米材料方向有3項，分別為高熵合金催化劑、量子點發光二極管、二維晶體管。有機化學方向有2項，分別為人工分子機器和超分子粘合劑。新興交叉方向有1項，為機械化學。其中，人工分子機器和機械化學都是第二次入選Top10熱點前沿。

在化學與材料科學領域共有2項研究入選新興前沿，且均與能源的轉化和存儲相關。“高性能HER和ORR光催化劑的開發及其在太陽能燃料合成中的應用”，主要涉及利用光催化劑，如共價有機框架化合物和金屬氧化物半導體（主要是BiVO4）等，通過氫還原反應（HER）和氧還原反應（ORR）將太陽能轉化為綠色燃料，如氫氣和雙氧水。而“聚合物介質電容器的制備”主要涉及利用聚合物作為電容器的介質，調整其組成和結構，實現電容器能量密度和放電效率的同時提高。

物理領域位居前10位的熱點前沿主要集中于凝聚態物理、理論物理、高能物理、光學和量子物理。凝聚態物理方面的熱點前沿有4個，新型超導材料的研究表現突出，包括籠目超導材料AV3Sb5、無限層型鎳酸鹽以及富氫化物。此外，過渡金屬硫化物的莫爾超晶格成為了新出現的熱點前沿。理論物理方面的熱點前沿有2個，分別聚焦黑洞信息佯謬與糾纏熵以及量子場論中的散射振幅研究。高能物理方面的熱點前沿有2個，部分子分布函數是新出現的熱點前沿，μ子反常磁矩的測量連續2年入選熱點前沿。光學和量子物理各有1個新出現的熱點前沿，分別關注AlGaN深紫外發光二極管和雙場量子密鑰分發。

物理學領域有1項研究入選新興前沿，即“基于W玻色子質量精確測量結果的理論研究”。

天文學與天體物理學領域位居前十位的熱點前沿涉及引力波觀測和理論、原初黑洞、宇宙再電離時期觀測、快速射電暴、弱引力透鏡巡天、弦論與宇宙學、銀河系恒星暈等研究主題。總體來看，引力波相關研究仍是表現最為突出的研究主題，觀測發現和理論研究并舉，涌現出“激光干涉儀引力波天文臺”和“歐洲引力波探測器”引力波觀測活動階段成果、基于GW170817引力波事件觀測約束中子星性質、原初黑洞性質及引力波觀測、黑洞陰影和四維Einstein-Gauss-Bonnet引力理論等多個熱點前沿。快速射電暴事件的觀測和理論研究再次上榜。2020年的新興前沿弦論沼澤地猜想與宇宙學進入2023年熱點前沿行列。大型科學任務平臺產出依舊矚目，除兩大引力波探測器外，“蓋亞”發布階段成果榜上有名。

天文學與天體物理學領域有2項研究入選新興前沿。

數學領域位居前十位的熱點前沿主要集中于擴展物理信息神經網絡、Onsager猜想的證明、非線性時間分數階反應擴散方程、樣本均數最優估計方法研究、二階能量穩定BDF數值格式、非線性動力學系統收斂性研究、基于隨機塊模型的社區發現、基于深度學習的高維偏數值算法、回歸不連續性設計、貝葉斯多層次模型及應用研究等研究方向。與往年相比，2023年Top10熱點前沿既有延續又有發展。偏微分方程性質及求解研究以及非線性系統方向的多個熱點前沿連續多年入選該領域的熱點前沿或新興前沿，Onsager猜想的證明是該領域亮點研究成果的突出代表。

信息科學領域位居前十位的熱點前沿主要集中于人工智能基礎理論方法、6G通信、人-機交互、類腦智能、醫學信息處理等方向。人工智能基礎理論方法方面的熱點前沿有5個，生成式對抗網絡、寬度學習系統、用于邊緣計算的聯邦學習成為新的熱點前沿，可解釋人工智能從去年的新興前沿成為今年的熱點前沿；強化學習相關前沿多次出現在熱點前沿中，本期重點是推動強化學習解決真實世界問題的MuZero算法。6G通信方面的熱點前沿有兩個，深度學習在物理層通信中的應用首次成為熱點前沿，可重構智能超表面是從去年的新興前沿進入到今年的熱點前沿。在人-機交互方面，下一代VR/AR實時全息近眼顯示方法首次成為熱點前沿。在類腦智能方面，脈沖神經網絡及其神經形態芯片首次出現。在醫學信息處理方面，用于腦電信號分析的卷積神經網絡首次成為熱點前沿。

經濟學、心理學及其他社會科學領域位居前10位的熱點前沿體現了經濟社會向數字化、綠色化轉型發展的趨勢。“供應鏈風險管理及區塊鏈技術在其中的應用”、“消費者對在線訂餐服務的使用和接受研究”和“人工智能（AI）倫理”3個熱點前沿側重數字化、智能化對經濟社會的改變和影響分析。綠色可持續發展也是該領域熱點前沿中另一個突出的主題，有3個前沿方向與之相關，包括“綠色能源消費和經濟政策的不確定性研究”、“土地利用效率及可持續發展問題”、“綠色創新與環境績效”。個入選前“運動心理學研究”是唯一一10的心理學領域的熱點前沿。此外，“兒童和青少年體育鍛煉干預措施研究”也成為2023年熱點前沿。

經濟學、心理學及其他社會科學領域有1項研究入選新興前沿，即“以人為本、可持續性和富有彈性的工業5.0發展”。