“专”与“博”的关系
国家实验室是肩负国家使命、保障国家安全的创新能力支柱，是少而精、大而强的机构。一方面，国家实验室必须有明确的战略定位和目标导向，有清晰的使命陈述和任务需求，坚持以明确的战略任务为牵引，致力于解决事关国家全局和长远发展的重大科技问题。如，在能源、材料、信息、生命与健康、生态环境、空间、海洋、国防、安全及重大交叉前沿等领域，有紧迫的科技需求，一系列“卡脖子”的科学问题和技术难题需要回答和解决，国家实验室就要聚焦这些问题和难题，开辟一个其他机构不能履行的发展使命和“生存位置”，在目标定位上突出“专”。另一方面，国家实验室从事的研究具有长远性、突破性、难度高等特点，高度的正外部性使企业研发机构不愿承担这类研究，研发的综合性使传统的学科性科研院所无力承担这类研究。这就需要国家实验室围绕重大创新目标，贯通前沿研究、技术攻关和成果转化的创新价值链，依托最具核心优势的科研单元，整合全国其他具有竞争力的科研力量，并促进各类机构之间创新性的合作，在力量配置上体现“博”。
“源”与“流”的关系
知识创新的源流奔涌向前，有赖于知识创新价值链的有力整合和衔接。在古代，人们认知世界多从宏观和整体的视角出发得出概括性的结论。18世纪以来日趋显著的“知识分工”，使得人们掌握的知识越来越精细，知识总量不断增加，但仅有“知识分工”是远远不够的。美国复杂系统科学的首创者约翰·H.米勒认为，现代科学的核心假定，是相信还原论的力量，还原论主张，要想了解世界，只需要了解其组成部分;但还原主义并不等于建构主义，也就是说，即便我们懂得了组成世界的所有简单组件，也不能仅凭这一点，就认为我们已经理解了这个世界。要了解由各部分重建的世界，我们必须有一个关于各部分如何互动的理论来支撑。因而，在知识分工的基础上，还需要“知识整合”。
没有知识分工必将缺乏认知深度，对事物内在运行机理缺乏把握;没有知识整合必将缺乏认知广度，对事物全貌缺少判断。从这个视角来看，国家实验室和其他创新主体之间并非替代关系，而是依存关系。以学科作为建制基础的传统研究所，为国家实验室提供学科应用基础知识和科研后备人才，培育优势研究领域，体现学术创新之“源”;以任务作为导向的国家实验室为传统研究组织提供学科交叉、集成应用和成果转化平台，侧重知识整合之“流”。学科创新之“源”是知识整合之“流”的基础，知识整合之“流”是学科创新之“源”的延伸，两者共同拓展知识边界、服务国计民生。事实上，“源”“流”之间的关系，也是学科和任务的关系。1956年开展的“十二年科技规划”及随后启动的“两弹一星”研究，形成的“任务带学科”“学科促任务”等思路方法和战略路径，也对国家实验室建设具有一定的启发性。
在这个意义上，新建的国家实验室和传统的科研院所，均是国家创新体系的核心组成部分，并形成错落有序、功能互补、良性互动、竞争择优的创新生态和协同创新格局。此外，考虑到我国创新体系的实际和延续性，除了冠有国家实验室名称的机构之外，其他符合国家实验室功能定位的科研院所、工程研究院、创新研究院、技术研发中心等，也可尝试纳入国家实验室序列管理。
“动”与“静”的关系
据报道，美国国有国营型(GOGO)国家实验室，在保持高水平的核心骨干科研团队的同时，也形成了一支流动的科研队伍。开展大项目时，常常组建大的团队进行联合攻关，项目结束后，团队科研人员各自回到原机构或重新寻找新岗位。如美国国立卫生院采用3-5-3年共计11年的连续评议淘汰制，大约只有5%的人能最终成为终身岗位科研人员。在流动科研人员队伍建设方面，美国能源部下属国家实验室的LDRD项目(实验室主导的研究和开发项目)值得借鉴。LDRD是实验室负责人唯一可自主支配资金的研发活动，占实验室总支出的6%，主要是为实验室解决重大技术挑战提供种子资金，吸引和留住人才，主要受益人是作为实验室研究主力的博士后群体。LDRD项目一方面为当前研究提供替代性技术方案、发展颠覆性技术，另一方面为年轻科研人员提供有效激励。应该说，国内科研机构的研究生教育与LDRD项目扮演相似功能，但两者的主要区别在于，LDRD项目是发展种子技术和培育高端科研人员的机制，是与工业界开展人才争夺竞争的机制，而研究生教育是利用自身科研优势面向社会培养人才的机制，是履行社会责任和实现自身持续发展的机制。从服务核心目标方面看，两种机制各有优劣，对国家实验室而言，LDRD机制应该说更为直接和集约。这种“动”“静”结合的团队建设机制，保证了创新竞争力，但严苛的竞争机制也迫使更多年轻科研人员向提供高薪的企业研发机构流动。在我国国家实验室建设中，应汲取经验教训，建设一支由高级研究员、工程师、技术员等构成的核心骨干人才队伍;同时，通过项目合同制等方式，建立一支由特聘研究员、访问学者、博士后等组成的流动科研队伍。
总之，国家实验室是国家战略科技力量的一种重要组织形态和功能定位，其核心特征是国家急需、战略导向、综合集成、前瞻引领、不可替代。除了上述三方面关系之外，国家实验室建设中，还需处理好资助管理与运行管理、核心任务与后备任务、国家责任与社会责任、当前发展与持续发展、建立机制和退出机制等关系。
