本着“科技引领、系统布局、市场主导、开源开放”的基本原则，《规划》提出“三步走”战略目标。第一步，到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，人工智能产业成为新的重要经济增长点，人工智能技术应用成为改善民生的新途径；第二步，到2025年人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为带动我国产业升级和经济转型的主要动力；第三步，到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。届时，预计人工智能核心产业规模逾1万亿元，带动相关产业规模超10万亿元。
同时，《规划》提出六大重点任务：构建开放协同的人工智能科技创新体系；培育高端高效的智能经济；建设安全便捷的智能社会；加强人工智能领域军民融合；构建泛在安全高效的智能化基础设施体系；前瞻布局新一代人工智能重大科技项目。
针对我国人工智能发展的迫切需求和薄弱环节，将形成以新一代人工智能重大科技项目为核心、现有研发布局为支撑的“1+N”人工智能项目群。“1”是指新一代人工智能重大科技项目，聚焦基础理论和关键共性技术的前瞻布局；“N”是指国家相关规划计划中部署的人工智能研发项目，重点加强与新一代人工智能重大科技项目的衔接，协同推进人工智能的理论研究、技术突破和产品研发应用。