国家自然科学奖连续第6年产生一等奖，继铁基超导、多光子纠缠、中微子振荡后，物理学再次取得突破性进展，清华大学薛其坤院士团队利用低温电输运测量在国际上首次实验发现了量子反常霍尔效应，被国际凝聚态物理界公认为近年来最重要的发现之一。
　　材料科学、化学等我国国际“领跑”学科也亮点纷呈。如在石墨烯表界面效应研究上的突破，为解决能源转化与存储、污染物高效治理等提供了新思路；对碳纳米材料分子层面能量转移规律的认识，为高性能碳纳米复合材料的制备提供了理论依据；对非晶合金强韧化原理和调控机制的研究，为高性能非晶合金材料在航空航天、精密机械等领域的应用提供了理论支持。在国家自然科学奖的119份海外函审意见中，94%的海外专家认为我国相关领域的基础研究成果具有较大科学价值。