钱学森空间技术实验室背靠中国航天，立足改革探索的前沿，是中国航天科技集团公司的专职创新“特区”。实验室充分结合“创意中心、研究中心、孵化中心”的业务定位，践行“空间体系发展战略研究、先进系统项目研究、空间技术应用基础研究”三位一体的创新业务发展体系，牢牢抓住深化改革、创新驱动发展的时代机遇，坚持“尊重与自由、首创与宽容、公平与竞争、诚信与责任”的创新理念，致力于发展成为具有世界影响力的空间技术实验室。
实验室积极探索创新过程自我驱动、自我管理机制，营造快速创新、自由创新的研究氛围，推行责权利统一的课题负责人管理模式，实现经费自行管控、进度自主掌握、问题内部研讨机制，极大激发研究人员的创新激情，培育创新想法快速成长。
实验室探索研究型创新人才引进模式，构建以PI为技术团队核心的队伍组织模式，实行聘期同行学术评议的考核制度。目前150余名专兼职研究人员中，博士占近70%。实验室还采用双聘院士、兼职研究员、大学实习生等多种人员用工模式，融合社会各界人才资源优势，全力打造人才开放平台。
实验室在基于未来空间体系发展、在轨服务与维护、脉冲星导航、空间太阳能电站和深空探测等方向开展科学研究，建立了信息获取与处理技术、微纳光电技术、材料与机械技术、能量转换技术、量子技术等专业技术，开展应用基础研究。
实验室将为空间发展提供战略方向建议，输出原创性系统创意，引领未来前沿技术进步。
