12月22日，《自然》继对影响2020年的科学事件进行盘点后，又预测了2021年最值得关注的科学事件。其中，新冠疫情和气候变化仍是绕不开的话题。2021年将是应对气候变化的关键一年。美国当选总统拜登已经明确表示，要重建美国在应对全球气候变暖方面的领先地位，包括让美国重回《巴黎协定》。各国计划在已推迟召开的联合国气候大会上，就削减温室气体排放作出新一轮承诺。
这将是自2015年《巴黎协定》签署以来首次进行这样的调整。2020年，第一批被授权用于预防新冠肺炎的疫苗正式上市。几种新疫苗的有效性将在2021年初变得更加明确。其中，美国诺瓦瓦克斯公司和强生公司研发的疫苗第三阶段临床试验结果备受期待。因为该疫苗与辉瑞的基于RNA的疫苗（已经返回了第三阶段的结果，但必须在非常低的温度下储存）相比，可能更易分发。2021年的科学出版领域值得关注。
包括比尔及梅琳达·盖茨基金会、荷兰科学研究基金会等在内的20多个组织表示，从2021年1月开始，他们资助的研究工作发表的学术论文可立即免费阅读。这项被称为“S计划”的论文开放获取计划可能意味着期刊订阅的终结，并允许任何人免费阅读科学文献。干细胞科学家对国际干细胞研究学会（ISSCR）的最新研究指南翘首以待。ISSCR上一次发布指南是在4年前。
新指南将包括对体外干细胞培养的人类“类胚胎结构”研究的指导，可能为打破胚胎伦理中的“14天规则”（规定科学家只能在不满14天的胚胎上进行实验）提供事实支撑。打破这一限制可让科学家更好地破解孕妇在早期妊娠阶段流产的原因。2021年，中国的“天问一号”探测器将于2月登陆火星，用其装载的13种仪器寻找火星上水和生命的迹象。这将是中国对这颗红色星球的首次探测。来自阿拉伯联合酋长国和美国的飞船也将抵达火星。
美国监管机构将决定第一种被报道可减缓阿尔茨海默病进程的药物是否可以作为治疗手段使用。这种名为aducanumab的药物由美国渤健制药公司生产，目前尚未批准使用。迄今为止，唯一被批准的阿尔茨海默病药物治疗的是认知症问题，如记忆力丧失。2021年10月，美国宇航局耗资88亿美元开发的“有史以来最大、最强、最复杂的太空望远镜”——詹姆斯·韦伯太空望远镜将发射升空。
它将覆盖比哈勃望远镜更多的波长，使科学家能够更深入观察宇宙。射电天文学家研发的一种利用脉冲星作为信标探测引力波的新方法即将实现。欧洲、北美和澳大利亚的研究小组通过精确定时脉冲星发出的信号，试图探测成对的超大质量黑洞在遥远星系中心相互环绕时产生的长波波纹。目前，欧盟和英国仍在就英国脱欧后的协议进行谈判，2020年12月31日将是最后期限。
不管协议是否达成，英国脱欧都将给科研经费等问题带来不确定因素，而这种情况将持续到2021年。