中国科学院在北京拥有多家研究机构，涵盖了数学、物理、化学、生物学、地球科学、天文学等多个领域。其中，数学与系统科学研究院专注于基础数学与应用数学的研究，物理研究所则致力于物理学理论与实验的研究，包括量子物理、粒子物理、凝聚态物理等方向。理论物理研究所侧重于理论物理的研究，高能物理研究所则专注于高能物理的研究，如粒子加速器实验和理论物理模型。力学研究所的研究领域包括固体力学、流体力学、非线性动力学等。声学研究所则专注于声学领域的基础与应用研究，从声学理论到实际应用均有涉及。

理化技术研究所主要从事物理化学和材料科学的研究，化学研究所则专注于化学基础理论与应用研究，包括有机化学、无机化学、分析化学等方向。国家纳米科学中心致力于纳米科学与技术的研究，探索纳米材料的独特性质和应用。生态环境研究中心则关注生态环境保护和可持续发展，研究生态系统结构与功能、环境污染物迁移与转化等。过程工程研究所主要研究过程工程的基础理论与应用技术，涉及化工过程优化、环境工程等。

地理科学与资源研究所专注于地理科学与自然资源的研究，包括地理信息系统、遥感技术等。国家天文台则致力于天文学的研究，包括天文观测、天体物理等方向。遥感与数字地球研究所则研究遥感技术及其在地球科学中的应用，包括遥感图像处理与分析、数字地球技术等。