1 量子鼓
人類可同時身處兩地
在今年之前，所有機器的運作都還是見怪不怪地遵循著經典力學的法則。然而，今年3月，美國加州大學聖巴巴拉分校的物理學家安德魯·克萊蘭德和約翰·馬丁尼斯與同事一起設計的實驗機械是一個人們裸眼可見的、極其細小的、由半導體材料製作的「量子鼓」。這項新發明是研究我們將來能否有能力同時身處兩地的第一步。
《科學》雜誌將「量子鼓」評選為2010年最重大的科學突破，認為它甚至超越了所有前人發明的機器。
2 外顯子組測序
找到癌症基因
對外顯子（即基因組中擔當蛋白質編碼的極小部分）進行測序，發現特殊的、至少造成12種疾病的基因突變，這些遺傳性疾病是由某個單獨的有缺陷的基因引起的。
研究人員利用外顯子組測序方法，找到了一種致命性眼癌的關鍵基因，這一研究成果可能作為未來治療這種癌症的靶標，並且用於其它具有高度轉移性的癌症的治療靶標。
3 HIV預防新希望
陰道凝膠和口腔預防
對預防HIV的兩種不同且新穎的方法的試驗報導了所取得的不容置疑的成功：一種含有抗HIV藥物泰諾福韋的陰道凝膠可使女性中HIV的感染減少39%，而一種口腔預先接觸的預防法可令一組與男性發生性關係的男子和變性女子的HIV感染減少43.8%。
4 分子動力學模擬
跟蹤蛋白質原子運動
研究人員利用世界上最強大的計算機之一跟蹤一個小蛋白質原子的運動，持續時間超出以往任何嘗試100倍。
5 首個合成基因組
人造生命誕生
2010年5月，引起諸多爭議的美國生物學家Craig Venter宣佈開發出了第一個由一個合成的基因組所控制的細胞，這代表著世界上首個人造生命細胞的誕生，是人類科學歷史上的一個突破性成果。這一研究成果公佈在Science雜誌上。
6 尼安德特人基因組
我們有尼安德特人血統
在來自全世界的數十名科學家的合作下，馬克斯·普朗克進化人類學研究所的研究員斯萬特·帕博10月份公佈了自己的偉大研究成果：尼安德特人的基因排序。他有一個驚人的發現：我們2%的基因來自尼安德特人。除了非洲人以外，所有人類都攜帶這些基因，證明了現代人與尼安德特人之間的聯繫。
7 大鼠的回歸
大老鼠在解剖學上與人更接近
小鼠已經成為實驗室動物的統治者，但研究人員更願意用大鼠開展很多工作。用大鼠工作要容易得多，並且大鼠在解剖學上與人類更接近。主要問題在於，獲得「滅活鼠」的技術還未能在大鼠身上使用。「滅活鼠」是使某些基因失去活性的基因改造鼠。但今年開展的一項研究有望將「滅活大鼠」帶進實驗室。
8 iPS新型培養方法
剔除全能細胞的風險
iPS細胞全稱為誘導性多能幹細胞，是由體細胞誘導而成的幹細胞，具有和胚胎幹細胞類似的發育多潛能性。
iPS好用但是不敢用，這主要是因為其潛在致癌性，效率低等問題，今年來自哈佛醫學院，波士頓兒童醫院等處的研究人員創建了一種新的技術途徑，通過把普通的人體皮膚細胞經過一系列實驗快速地誘導轉變成iPS細胞，從而消除因注射病毒和致癌基因造成的風險，而且這一技術的效率大約是其他傳統方式的100倍。
9 量子模擬器
解開高溫超導謎團
為凝聚態物理學中的理論問題提供了快速的答案，它們可能最終會幫助人們解開諸如超導性等謎團。
10 千人基因組
尋找基因與疾病的關係
「千人基因組」計劃是2008年初，由來自英國桑格研究所，美國國立人類基因組研究所，中國深圳華大基因研究院等多家機構啟動的一項測序計劃，在這一計劃中，科學家們將對全球各地至少1000個（目前是2000個人左右）人類個體的基因組進行測序，尋找基因與人類疾病間的秘密關係。通過這些測序也將生成一個龐大的、公開的人類基因變異目錄，有助於進行分析以及個體化醫療。
