2016年是“十三五”开局之年，中国科学院在社会各界的大力支持下，在全院科研人员的共同努力下，重大科技成果不断涌现。经中科院相关职能部门和专家推荐，同时参考广大网民意见，最终确定出每月重大科技成果，现予以正式发布。
一月，暗物质卫星“悟空”成功发射，是中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批科学实验卫星，也是我国空间科学卫星系列的首发星，是迄今世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器，有望推动人类探索宇宙奥秘取得重大突破。
二月，中国北斗卫星导航系统全球组网模式基本确立。中国科学院微小卫星创新研究院与中国电子科技集团等共同研制的中国新一代北斗导航第五颗组网卫星成功发射。该卫星采用中国科学院导航卫星专用平台，首次集成了自主研发的氢原子钟、高集成度空间抗辐照专用芯片等一批关键技术成果，与先期发射的4颗新一代北斗导航卫星一起，基本确立了北斗卫星导航系统的全球组网模式，具有里程碑意义。
三月，煤气化直接制烯烃研究取得重大突破。中国科学院大连化学物理研究所在《科学》发表“煤基合成气直接制备烯烃”的重大研究成果。这一突破性进展摒弃了90多年来煤转化过程中传统的“费托合成”模式，从原理上创立了一条低耗水和低耗能的煤转化新途径。
四月，“实践十号”成功发射并返回。我国首颗返回式微重力科学实验卫星“实践十号”成功发射，并于4月18日顺利返回。这是中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批科学实验卫星，旨在利用太空中微重力和空间辐射等特殊环境开展科学实验，研究揭示物质运动及生命活动的规律。
五月，在国际上率先揭示埃博拉病毒入侵人体细胞模式。中国科学院微生物研究所和清华大学合作研究成果，首次报导了人类胆固醇转运体NPC1及其与埃博拉病毒表面融合蛋白复合物的冷冻电镜结构。
六月，中国生态环境变化十年评估报告发布。中国科学院生态环境研究中心和环保部卫星环境应用中心发布《全国生态环境十年变化（2000-2010年）调查评估报告》，全面反映十年间我国生态环境状况，分析了我国生态格局、质量、服务、问题及其变化趋势与原因，提出了生态保护对策和建议。
七月，我国深海科学考察挺进万米时代。中国科学院沈阳自动化研究所和深海科学与工程研究所自主研发的万米级自主遥控潜水器（ARV）“海斗号”在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了我国首次综合性万米深渊科考活动，创造了我国无人潜水器最大下潜及作业深度纪录（10767米）。
八月，世界首颗量子科学实验卫星成功发射。中国科学院自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。这是中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批科学实验卫星，主要科学目标是进行星地高速量子密钥分发和广域量子密钥网络实验，并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态等实验研究。
九月，“中国天眼”FAST落成启用。由中国科学院国家天文台自主设计建造的500米口径球面射电望远镜（FAST）落成启用，习近平总书记致信祝贺。这是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，将在未来20~30年期间保持世界领先地位。
十月，“天宫二号”与“神舟十一号”对接并开展科学实验。“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功对接。“天宫二号”是我国第一个真正意义上的空间实验室。
十一月，世界最大面积中阶梯光栅研制成功。由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的国家重大科研装备研制项目“大型高精度衍射光栅刻划系统的研制”通过验收，并刻划出世界最大面积的中阶梯光栅（400mm×500mm）。
十二月，国际先进超强超短激光装置开工建设。由中国科学院上海光学精密机械研究所承建的上海超强超短激光实验装置（SULF）正式开工建设。该装置的预研工作于2016年8月取得重大突破，成功实现了峰值功率5.3拍瓦、脉冲宽度24飞秒的激光脉冲输出，是当前国际最高激光脉冲峰值功率。