國家體育場設(shè)計大綱要求：“國家體育場的設(shè)計應(yīng)充分考慮以信息技術(shù)為代表的，包括新材料和環(huán)保等技術(shù)的高新技術(shù)。在建筑、結(jié)構(gòu)、建材、環(huán)保、節(jié)能、智能化、通信、信息和景觀環(huán)境等方面，通過采用可靠、成熟、先進(jìn)的高新技術(shù)成果，將國家體育場建設(shè)成為一個具有以人為本的信息服務(wù)、方便可靠的通信手段、先進(jìn)舒適的比賽環(huán)境和堅(jiān)實(shí)可靠的安全保障的特點(diǎn)的新型場館。在設(shè)計中體現(xiàn)奧運(yùn)場館的時代性和科技先進(jìn)性，使其成為展示我國高新技術(shù)成果和創(chuàng)新實(shí)力的一個窗口。”

國家體育場在設(shè)計和施工階段在科技攻關(guān)和成熟技術(shù)應(yīng)用上應(yīng)用一批針對建筑結(jié)構(gòu)、節(jié)能環(huán)保、智能建筑的科技成果，并針對結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的設(shè)計和施工難點(diǎn)實(shí)施科研課題的攻關(guān)。

一方面是以國家體育場建設(shè)對科技的需求為出發(fā)點(diǎn)，提高體育場建設(shè)科技創(chuàng)新能力，積累高科技應(yīng)用于體育場的經(jīng)驗(yàn)，使科技創(chuàng)新成為“三大理念”的動力和保障。

另一方面是在設(shè)計和施工過程中，針對國家體育場建設(shè)過程中的若干瓶頸和焦點(diǎn)問題，重點(diǎn)安排一批科研攻關(guān)項(xiàng)目和課題，解決設(shè)計和建設(shè)中的難題。在各專業(yè)設(shè)計上重點(diǎn)應(yīng)用較成熟并具有科技含量的技術(shù)，使體育場體現(xiàn)一流的建設(shè)和運(yùn)營的科技水平。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

·             焊接薄壁箱形構(gòu)件研究；

·             鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)研究；

·             大跨度結(jié)構(gòu)溫度場研究；

·             大跨度結(jié)構(gòu)地震安全性研究；

·             大跨度結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)研究(風(fēng)洞試驗(yàn))；

·             焊接薄壁箱形構(gòu)件設(shè)計理論研究；

·             彎扭構(gòu)件設(shè)計理論研究；

·             復(fù)雜節(jié)點(diǎn)構(gòu)型研究；

·             多個焊接箱形薄壁構(gòu)件交匯節(jié)點(diǎn)研究。

施工關(guān)鍵技術(shù)

·             灌注樁基礎(chǔ)工程施工技術(shù)研究；

·             超長結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制技術(shù)研究；

·             雙斜柱綜合施工技術(shù)研究；

·             空間彎扭箱型截面構(gòu)件及多向微扭空間節(jié)點(diǎn)的加工制作技術(shù)研究；

·             高強(qiáng)鋼Q460厚板(100mm)焊接性能試驗(yàn)、焊接工藝技術(shù)研究；

·             巨型馬鞍型空間鋼結(jié)構(gòu)整體卸載技術(shù)研究；

·             國家體育場鋼結(jié)構(gòu)負(fù)溫焊接試驗(yàn)研究應(yīng)用；

·             國家體育場鋼結(jié)構(gòu)合攏技術(shù)的研究應(yīng)用；

·             國家體育場膜材及膜結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)技術(shù)研究。