科學家利用高能電子的量子特性，使人類突破光學極限，讓我們得以一窺奈米世界。1986年三位諾貝爾物理獎得主，便是利用電子顯微技術，發明出現今各領域研究上，都已廣泛使用的的電子顯微鏡與掃描穿隧顯微鏡。

今年諾貝爾物理獎得獎者為阿瑟‧亞希金 (Arthur Ashkin)、熱拉爾‧穆胡(Gérard Mourou) 以及唐娜‧史垂克蘭 (Donna Strickland)，表彰他們在雷射物理領域的突破性發明，光鑷與高強度超短脈衝雷射，在分子生物學與材料物理上都為研究開創全新局面。

為什麼學習與記憶機制在生醫研究領域中占有關鍵地位？人類的學習記憶有數種機制，這些機制的生理基礎是什麼？人類空間記憶的機制和其他動物有何不同？生醫領域早期許多對後世影響深遠的研究，皆是受動物行為學啟發，科學家又是如何透過動物解答對自身的疑惑？

今年諾貝爾生醫獎得獎者為詹姆斯‧艾利森(James P. Allison)、本庶佑(Tasuku Honjo)，獲獎理由分別是發現CTLA-4和PD-1兩種免疫抑制因子，為癌症的免疫療法帶來重大突破。免疫療法概念數十年前即已成形，為何過去無人成功？免疫療法並非對所有病患皆有成效，它還有哪些未解的機制需要繼續深入研究？

在生物的細胞中，蛋白質扮演至關重要的角色，因此解析蛋白質的組成和結構成了有機化學家的重要研究課題，2002年的化學獎得主約翰‧芬恩 (John B. Fenn)和田中耕一發展了電噴灑和軟雷射脫附法讓質譜儀可以偵測蛋白質訊號，而另一位得主庫爾特‧維特里希(Kurt Wüthrich)則把核磁共振技術應用到蛋白質三維結構解析上，開創了蛋白質體學這個嶄新的研究領域。

今年諾貝爾化學獎得獎者為弗朗西絲‧阿諾德 (Frances H. Arnold)、喬治‧史密斯 (George P. Smith)以及格雷格‧溫特爵士 (Sir Gregory P. Winter)，得獎原因是引用生物學中演化的概念，發展出酵素定向演化以及噬菌體顯示技術，為生技醫藥和生質能源的發展開創了全新的可能性。