钱学森实验室继承和发扬钱学森精神，坚持“任务为经、学科为纬”、“先问新不新、再问成不成”、“自主研究为主，组织研究为辅”的创新理念，确立了“创意中心、研究中心、孵化中心”的业务定位，建立了“战略研究、系统研究、应用基础研究”三位一体的创新业务发展体系，已建设成为中央军委科技委全国首家创新工作站、国防科技工业空间技术创新中心、集团公司航天系统发展研究中心三个开放、汇聚、协同的创新平台。

钱学森实验室致力于通过探索创新管理的新机制，营造良好的文化氛围，吸引一批海内外高水平研究型人才，在空间科学与空间技术领域形成一批有国际影响力的成果。钱学森实验室实行了以PI制、合弄制为核心的管理模式，实行了以同行评价为核心的、类似Tenure-track的聘期考核制度，已经形成了以段宝岩、郑平、邹志刚、汪卫华、杨孟飞等院士领衔的学科交叉融合的创新团队，同时聘请了叶永烜院士、Maria A. Barucci博士等专家参与空间科学相关的研究工作。