美國《科學》雜志認為，2013年有6大科學領域值得關注，分別為：單細胞測序、“普朗克”探測微波背景輻射、人類連接組計劃、探索南極冰下世界、癌症免疫療法和基礎植物研究。
單細胞測序：細胞是生物學的基本單位，研究人員正努力嘗試將它們進行單個分離、研究和比較。目前生物學研究中的基因組測序多是提取大量細胞中的遺傳物質後進行的，忽略了細胞間的差異，而單細胞測序可以避免這種情況。一些科學家認為，通過研究單個、完整細胞內的遺傳物質，有朝一日可以理解細胞，特別是腦細胞的工作機制。在2013年，單細胞測序有望揭示更多信息，如了解癌細胞如何在腫瘤內變化以及每個細胞內“定居”著多少版本的基因，相關技術有望用於癌症診斷。
“普朗克”探測微波背景輻射：目前科學界普遍認為，宇宙誕生於距今137億年前的一次大爆炸，微波背景輻射是大爆炸的“余燼”，它均勻地分布在整個宇宙空間。歐洲航天局的“普朗克”衛星以德國物理學家馬克斯普朗克的名字命名，它攜帶了一系列高靈敏度儀器，能夠對宇宙微波背景輻射進行深入探測。2013年，“普朗克”將對宇宙微波背景輻射進行迄今最精確的繪圖，以更高的精度檢測現在的宇宙學理論，並可能發現證據補充或修正“大爆炸”理論。
人類連接組計劃：人類連接組計劃是始於2010年的一項耗資3850萬美元的項目，旨在通過掃描1200名健康成年人的大腦，比較他們大腦各區域神經連接的不同、以及如何由此導致認知和行為方面的個體差異，最終描繪出人類大腦的所有神經連接情況。2013年人類連接組計劃將全面展開。目前，支持者和反對者正在辯論人腦神經連接圖譜可以在何種程度上促進對大腦功能的理解。2013年，人類連接組計劃將為這些爭議提供豐富得多的數據。
探索南極冰下世界：2012年，俄羅斯科學家經過多年努力後，終於鑽透南極東部約4000米厚的冰層，抵達了神秘的冰下湖泊――東方湖。俄羅斯也由此成為世界上首個接觸到冰川下湖泊的國家。這個團隊已再次回到東方湖，他們計劃帶回湖面的冰層樣本，希冀發現湖中的生物跡像，了解生命如何在極端環境下生存。美國和英國科學團隊也計劃對東方湖展開探索。
癌症免疫療法：科學界近來已經開發了能夠驅使人體免疫細胞抗擊癌症的藥物，並幫助一小部分受癌症困擾的患者戰勝疾玻研究人員預測，將兩種針對不同生物通道的靶向免疫療法結合，將會給癌細胞更強烈的打擊。在2013年，有望看到聯合使用兩種療法抗癌的臨床試驗結果。
基礎植物研究：基礎植物研究有望在2013年獲得一些成果，如讓農民用上抗旱作物，企業也可能開始銷售首款以海藻為原料制成的生物燃油。此外，研究人員還在探索調控植物生長的因素，期望探明分子和遺傳兩方面的因素在生長過程中的互動細節。這些研究將有助於揭示植物如何通過自然變異來適應氣候變化。