以亚纳米分辨光电融合技术为代表的多模态高分辨分子成像装置、以毫秒分辨显纳成像为代表的多模态活体细胞成像装置、以超高场磁共振成像为代表的多模态医学成像装置以及全尺度图像整合系统，具备全景式揭示基因表达、分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系的能力。设施建成后，可通过光、声、电、磁、核素、电子等模态的融合，实现从埃到米、微秒到小时的跨尺度结构与功能成像，为我国生物医学研究提供先进的、全方位的观测手段，促进我国生物医学成像技术的创新发展

高性能电子直线加速器、高亮度自由电子激光放大器、光束线和四维探测综合实验站等，具备电子能量大于6 千兆电子伏、光子能量高于12 千电子伏、及飞秒级时间分辨和纳米级空间分辨的能力。设施建成后，总体性能可达到国际领先水平，与现有同步辐射光源形成优势互补，为解决科学前沿和国家战略需求中的重大科学问题提供有效手段

在一期的15个台站基础上，将新增16个台站；升级和改造31个台站的观测室及配套设施；研制和购置27类157台监测设备，其中包括自主研制8类大型重点设备；升级改造数据通信系统和科学应用系统

中国锦屏地下实验室，垂直岩石覆盖大于2300米、宇宙线通量小于每年每平方米100 个、容积大于30 万立方米的实验空间；大型液氮低温辐射屏蔽与高纯锗反符合装置；大型常温纯净水辐射屏蔽与液氙自屏蔽装置；组合式固体辐射屏蔽装置；微贝克每公斤量级的辐射本底测量与分析装置等。设施建成后，可为粒子物理与核物理及相关领域重要科学问题研究提供极低宇宙线通量和极低环境辐射本底的实验条件，为建设国际领先水平的研究中心奠定基础

最大加速度1500g、最大负载30 吨、加速度和负载可控可调、容量1500g•吨的超重力离心机，以及深地与深海、场地地震、边坡与高坝、地下环境、地质构造、材料制备等超重力实验舱，具备单次实验再现岩土体千米尺度演变与灾变、污染物万年迁移及获取千个材料共晶成分的能力。设施建成后，可为深地深海资源开发、重大工程防灾、废弃物地下处置、新材料制备等领域的研究提供有力支撑

增补完善增强型罗兰授时系统，实现长波授时信号的全国土覆盖，重点区域授时精度优于百纳秒；利用通信光纤网建设覆盖主要城市和重要用户的高精度光纤时频传递骨干网，时间传递精度优于百皮秒，频率传递精度达到10-19 量级。设施建成后，与星基授时系统一起构成我国星地一体化授时系统，可为精密测量物理、精密时频技术等科学研究提供重要实验平台，支撑经济社会和国家安全的长远发展