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”于2015年12月17日成功发射，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，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。该成果被国内外同行誉为“里程碑式的重大突破”，为煤化工发展提供了全新思路，具有广阔的应用前景和重大的经济、社会效益。
四月，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。该卫星已成功获取大量实验数据和资料，预期产出一批重大科学发现和原创成果。
五月，《细胞》在线发表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。上述研究成果为防控埃博拉病毒疫情及抗病毒药物设计与研发提供了重要科学基础，是近年来国际病毒学领域的一项重大突破。
六月，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，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）。这次科考填补了我国万米深海数据和样品空白，缩短了我国与美、日、英等国在万米科考能力上的差距，标志着我国深海科考进入万米时代。
八月，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。该卫星在世界上首次实现了星地量子通信，构建了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系，对我国巩固和扩大量子通信领域的国际领先地位，实现从经典信息技术时代跟踪者向未来信息技术引领者的转变，具有里程碑意义。
九月，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，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功对接。中国科学院空间应用工程与技术中心作为空间应用系统的总体单位，牵头负责空间科学、对地观测及地球科学研究、空间应用新技术等三大领域的全部14项科学实验，包括全球第一台空间运行的冷原子钟、宽波段成像光谱仪、伴随卫星飞行、高等植物培养等，主要科学实验项目的研究水平位于国际前沿，技术发展处于国际先进行列。
十一月，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），光栅刻划系统和光栅都达到国际领先水平。
十二月，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，并为实现10拍瓦激光脉冲输出奠定了坚实的技术基础，标志着我国在该领域达到世界领先水平。