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1.电磁场与多物理场
我国在多尺度、非线性、复杂介质的电磁场与多物理场耦合特性与分析方法方面的研究基础仍然薄弱，轻基础、重实用、依赖国外软件的现象依然存在，缺少自主可控的多物理场计算软件。随着电工新材料不断发展、电工装备运行工况日益复杂及国际形势的不确定性，亟需深化多尺度材料、器件、装备与复杂系统的多物理场耦合模型与计算方法，发展人工智能、云计算、数字孪生等与电磁计算的联合仿真方法，加快电、磁、热、力、流体等多物理场计算软件的自主开发及应用。
2.电路及其应用
在新型电路元器件建模方面 ，国内已攻克压接型IGBT器件封装的多芯片并联均流、多物理场均衡调控等难题，解决了规模化电力电子器件的电磁瞬态仿真难题，但新兴的数字孪生技术、建立不同应用场景下元器件及其集成装备的数字孪生评估模型有待进一步研究。 在电网络快速计算方面 ，新型半导体器件电路的仿真建模及多时间尺度和多空间尺度的复杂电力系统的电路耦合建模仿真是未来的发展趋势。 在非线性电路研究方面 ，主要在电力电子电路、无线电能传输系统、滤波器、储能系统的分数阶电路建模和电力电子、电机、储能系统的分数阶控制方面有待进一步加强。 在复杂电路故障诊断方面 ，与国外相比，针对电网络中的新型结构、混合信号形式和新型电子元器件，开展专门性的故障定位、故障特征提取与故障识别有待进一步研究。 在能量信息系统方面 ，其是近年来新型交叉科学方向，涉及国家能源战略，世界各国均投入大量科研力量，我国应大力扶持，从而有望在该方向实现弯道超车，占据领先和引领地位。
3.电磁测量与传感
在新型传感方面 ，近年来，国内已积极探索了不同原理的新型传感技术，特别是非传统电测的传感研究发展迅速，但针对多维度、多参量的传感技术研究较少，在新型传感原理的溯源、新型传感材料的开发、传感器稳定性及可靠性等方面亟需开展进一步研究。 在量子化溯源方面 ，我国已建立国际先进的电阻、电压基准，但与美国、欧盟仍有明显差距，主要表现在：基础研究和设施相对薄弱，对未来颠覆性理论与技术研究的系统性和前瞻性布局不足，科学与技术的结合不够紧密，在量子化变革中的发展优势需要进一步提升。 在智能化传感方面 ，目前世界范围内针对传感设备智能化的探索不多，仍停留在对传感设备测量数据及结果的准确性和可靠性进行评估的阶段，在利用传感数据进行自评估、自校验方面取得了一定进展。我国在智能化传感技术方面的研究非常有限，亟需在利用人工智能进行大规模测量数据融合及深度挖掘方面开展研究与探索。
4.静电理论与防护
我国的航天器静电安全防护侧重工程化，缺乏系统性的理论支撑，对微尺度芯片静电放电损伤机理缺乏深度认知，缺少基于大数据的静电放电信号特征分析技术，在超细粉尘静电捕集机制、静电放电处废机制方面与国外存在一定差距，在静电生物安全效应与防护方法、静电生物信息采集与应用等方面尚处于探索阶段。
5.电磁兼容
在电力系统的电磁兼容方面 ，随着交/直流特高压和智能电网的大量建设，目前我国电力系统电磁兼容研究整体达到世界先进水平，但由于系统大量植入智能传感器设备，以及电力系统一、二次设备相互融合且与其他公共设施共享走廊空间，电力系统电磁兼容研究中还应更多考虑电子、芯片的电磁兼容问题。基于一次设备瞬态辐射电磁场的探测、感知、定位和诊断，以及基于电磁场信号对高电压、大电流的重建技术需开展深入的研究。 在轨道交通系统的电磁兼容方面 ，我国已经在轨道交通等诸多细分电磁兼容领域赶上世界先进水平，而在交通系统综合电磁环境、电磁环境与交通系统超大规模网络之间的相互作用与动态演化机理等方面尚未形成完备体系，需开展更深入的研究。 在航空航天系统的电磁兼容方面 ，航空航天器不仅面临严酷的使用环境和电磁环境，同时对空间布局、载荷重量、机动过载等有着严苛的限制，带来了全新的电磁兼容性设计、控制和试验挑战。未来将着重考虑航空航天系统的电磁兼容性与控制理论、可重构理论、软件系统等交叉融合问题。 在舰船系统的电磁兼容方面 ，国内的舰船系统级电磁兼容研究起步较晚，积累较为薄弱，大量研究工作集中在干扰测试和设备的干扰治理上，未来将在电磁环境类标准的丰富和细化、试验与评估方法的标准完善、电磁防护类标准的制定及电磁环境效应控制和电磁频谱保障等方面加强研究。 在高功率电磁脉冲效应与防护方面 ，我国在环境分布、特性规律、试验技术、效应机理与评估、建模仿真方法及防护技术等方面已取得一定成果，未来仍需在广域电磁场和大尺寸基础设施在电磁脉冲、极端地磁暴等作用下的易损性评估和防护，以及瞬态强电磁场作用下关键器件的效应机理、防护器件设计研制、不同类型电磁环境作用下的系统级损伤效应试验和验证技术等方面开展更为深入的原创性研究。
6.极端条件下的电磁基础
在极端环境下特种装置方面 ，目前，国内聚变、超高功率电磁脉冲和大电流脉冲等典型特种装置相关研究整体达到世界先进水平，我国也参与了国际上相关重大工程的建设。未来在国际合作与竞争中，我国应进一步加强极端环境下等离子体与电磁场的作用机制、等离子体位形优化设计以及高重频开关器件、能量转换、电磁辐射等基础理论与关键技术研究，以形成具有自主知识产权和技术壁垒的研究成果。 在极端环境下电磁场与物质相互作用方面 ，我国在极高速磁悬浮系统研究和磁等离子体推进研究领域尚处于跟跑阶段，与美国、日本等发达国家在理论、技术和应用层面存在一定差距，亟需突破高速磁悬浮系统磁-电-力多物理场动态耦合计算理论、空间等离子体位形设计以及与电磁场的作用机制等难题。 在极端环境下电磁场源产生方面 ，虽然近年来我国在强磁场装置参数水平上刷新了多项世界纪录，但先前的世界纪录大多是国外在十年前甚至是二十年前所创造，且目前非破坏性脉冲强磁场世界纪录（100.75T）仍由美国创造，未来应在特高场磁体理论、研制工艺、材料以及特高场波形时空调控技术等方面持续加大力度，以形成更高技术壁垒、更大发展优势及应用能力。此外，在近零磁场方面，应加大磁屏蔽的新原理、新方法力度，解决磁传感器标定与磁环境准确测量问题，才能突破技术瓶颈，打破国外技术垄断。
7.无线电能传输
在无线电能传输新原理与新方法方面 ，现有国内研究主要以跟踪研究为主，在新挑战和新应用需求下，应加强原创性、引领性的科学研究工作。 在基于电磁近场耦合原理的无线电能传输方面 ，复杂极端环境无线电能传输方法、现代化交通等多应用场景高性能系统设计与优化及应用等方面与国外先进水平还存在一定差距。 在基于电磁远场传播原理的无线电能传输方面 ，远距离微波无线电能传输技术研究基本达到国际先进水平，但关键器件如大功率微波管和整流管等仍受制于国外；国内研究激光无线电能传输技术起步较晚，多集中在小功率（几瓦至十几瓦）、短距离（几米至十几米）的验证阶段。此外， 在标准制定方面 ，国外从小功率电子设备到大功率交通运输均出台了相关标准，我国针对不同应用场景的标准制定还比较缓慢。