方向：低温共性基础

开展低温材料研究，开发低温改性技术，提供材料低温物性数据保障；发展溯源至玻尔兹曼常数的测温新原理，突破低温复杂多场精密测控技术，研制低温基准级测温装置和国际比对装置，开发低温传感器件。围绕微纳尺度流动与传热、低温工质热质传输机理和规律开展研究，推动低温复杂能质传输与转换规律的重大理论突破。

具体方向涵盖：材料（含固体、流体）低温综合物性研究、低温功能材料应用研究、低温器件/部件应用研究、低温未来材料研究、热力学温度-压力-流量基准级测量及国际比对研究、国际温标复现及传递研究、低温传感器开发及应用研究、流体热物性研究、低温热质传输与前沿技术研究。

方向：低温关键技术

聚焦能源领域难题，构建大冷量多级联合低温制冷循环及匹配理论，突破万瓦级氢氦制冷、100mK瓦级稀释制冷技术，开展规模化液氢制-储-运、量子计算示范应用；突破高效率低温混合工质节流制冷、大功率热声制冷/发电等关键技术，推动其在低温储存、低温能源气体（天然气、氢气）储运、低温环境模拟装备、极端条件使役能源动力装备等的示范应用；突破大规模液化空气储能的关键技术，完成储能示范装置并推动产业化。

具体方向涵盖：氢氦复杂系统流程、低温压缩机与膨胀机、紧凑换热与冷箱集成、热声制冷和发电、极低温制冷、混合工质节流制冷、陆上/船上天然气液化技术、低温环境模拟技术、以及以热力过程低碳化发展为目标的低温制冷、深冷处理、热泵、储能与发电技术和装备。

方向：低温前沿交叉

揭示微重力条件下工质流体动态平衡及调控机理，研究极端条件微量气体释放迁移凝结规律及抑制方法，突破空间长寿命50mK极低温制冷关键技术；聚焦研发集高低温消融功能于一体的复式肿瘤微创治疗系统，同时面向器官移植重大需求发展先进低温保存技术；建立液态金属先进散热技术体系，研制航天用液态金属热管理装置，开展空间微重力环境下液态金属散热和控温技术试验。

具体方向涵盖：空间低温制冷技术、空间热力机械技术、空间低温热控技术、新型低温制冷技术、液态金属前沿技术、低温生物医学技术等。