在《中国制造2025》里，第一个解决的问题就是制度创新不强，十项任务中的第一项是提高国家创新能力，五大工程的第一个是要建设国家制造业创新中心工程，在基本方针里也提到创新驱动。所以说，创新是《中国制造2025》的一条主线。加强自主创新能力是实现由工业大国向工业强国转变的核心，是实现我国价值链低端向高端跃升，加快推动增长动力向创新驱动转变的重要举措。
 
    经过60多年，尤其是改革开放30多年的快速发展，我国已建成全球门类最为齐全的完整工业体系，取得了制造业第一大国的地位。但与此同时，我们也应清醒地看到，我国制造业大而不强，存在着核心技术缺失、高端产品依赖进口受制于人、自主创新能力不强等问题。资料显示，尽管我国的研发投入规模近几年来一直处于世界前列，2013年全社会研发经费投入11800亿元，研发投入强度首次突破2%，但是与世界强国相比，产业创新能力还有不小的差距。我国技术对外依存度高达50%以上，95%的高档数控系统、80%的芯片，几乎全部高档液压件，密封件和发动机都依靠进口。
 
    由此，《中国制造2025》更加突出了创新驱动发展战略，通篇把创新作为核心竞争力。在制造强国建设“三步走”战略中，创新发挥着不可替代的重要作用。要把创新摆在制造业发展全局的核心位置，力争在新一代信息通信技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备等重要、关键领域，集中突破一批基础共性和核心关键技术，重塑工业转型发展新引擎。
 
    首先，要抓住我国制造业转型升级、创新发展迎来的重大机遇，提升自主创新能力。针对我国制造业自主创新能力不足的瓶颈问题，要重视基础性科学研究，加大投入力度，致力于关键共性技术研发和产业化。重点做好制造业创新中心(工业技术研究基地)建设，围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、新材料等领域创新发展的重大共性需求，重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化等工作。推动跨领域跨行业协同创新，突破一批重点领域关键共性技术，促进制造业数字化网络化智能化。推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、新能源、新材料等领域取得新突破，以智能制造引领制造方式变革，重塑产业价值链体系，拓展制造业新领域。
 
    其次，要以智能制造为主攻方向，重视新一代信息技术为代表的新技术研发和应用。智能制造以制造业的数字化、网络化、智能化为特征，是新一轮科技革命和产业变革中工业发展的制高点，是解决我国制造业由大到强的根本路径。然而智能制造，离不开新一代信息技术的发展，新一代信息技术与制造业深度融合，正在引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。要抓住无线、移动、宽带、泛在网络的推广和普及带来的新一轮发展机遇，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，要大力发展工业互联网，在新一代信息技术引领下，推动中国制造业持续创新。
 
    再次，要抓住“互联网+”机遇，更加注重融合创新。一方面，要继续推进两化深度融合。当前，信息化与工业化融合已取得显著成效，但长期以来，我国制造业和信息产业处于分离状态，行业间存在隔阂，工业制造业和信息产业“两张皮”的现象依然存在。要想更好地促进双方的融合，国家要在顶层设计方面加大研究，出台促进部门、行业间融合的政策措施，从制度上带动行业和技术融合。另一方面，要抓住“互联网+”的新机遇，使“互联网+先进制造业”成为率先突破的领域，将互联网引导到工业企业和工业行业中去，推动工业互联网的应用和发展，引领产业融合创新发展。
 
    科技是技术之源，技术是产业之源。技术创新是我们改造提升传统产业、加快培育战略性新兴产业的基本方法，也是提高我们国家综合竞争力的有效途径。就《中国制造2025》来讲，技术创新是制造业的核心，是制造业发展的重要引擎，是建设制造强国的关键核心。技术的不断创新发展，不仅会带动传统制造领域的生产率提高和产品性能提升，还会带来战略性新兴产业数量众多的新材料、新能源、新生物产品、新设备的出现，推进制造业的转型升级，从而实现我国由工业大国向工业强国的转变。