Mục tiêu của Chương trình là nghiên cứu, đề xuất bổ sung, hoàn thiện cơ sở lý luận của mô hình nông thôn mới để góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của Ban Chỉ đạo Trung ương các chương trình mục tiêu quốc gia giai đoạn 2016 - 2020; nghiên cứu, đề xuất bổ sung, hoàn thiện các cơ chế, chính sách, giải pháp KHCN xây dựng nông thôn mới để áp dụng cho Chương trình mục tiêu quốc gia về xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2016 - 2020.

Đồng thời xây dựng một số mô hình nông thôn mới trên cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, từ đó đánh giá hiệu quả để tổ chức nhân rộng trên phạm vi cả nước trong quá trình xây dựng nông thôn mới; nâng cao nhận thức và trình độ ứng dụng KHCN của doanh nghiệp, người dân và các tổ chức kinh tế trong quá trình xây dựng nông thôn mới.

Mục tiêu cụ thể Chương trình phấn đấu 70% đề tài, dự án thuộc Chương trình có kết quả được công bố trên các tạp chí KHCN và phải có tài liệu, sổ tay hướng dẫn chuyển giao công nghệ; 100% các đề tài có kết quả được áp dụng vào thực tế xây dựng nông thôn mới; xây dựng được các mô hình ứng dụng tiến bộ kỹ thuật, có sự tham gia đầu tư của các doanh nghiệp. Trong đó, có ít nhất 60% mô hình liên kết sản xuất theo chuỗi giá trị, gắn sản xuất với tiêu thụ sản phẩm, nhất là đối với các nhóm sản phẩm chủ lực (cấp quốc gia, cấp tỉnh và cấp cơ sở thôn, xã); chuyển giao được các công nghệ mới, tiên tiến, phù hợp với các vùng miền, tăng hiệu quả sản xuất lên tối thiểu 25%, góp phần tăng thu nhập cho nông dân từ 20% trở lên; các đề tài, dự án thuộc Chương trình thực hiện đào tạo, tập huấn chuyển giao công nghệ cho 10.000 lượt đối tượng chuyển giao công nghệ và nhận chuyển giao công nghệ ở nông thôn.

Một trong các nội dung của Chương trình là nghiên cứu, khảo sát các mô hình tổ chức xã hội nông thôn ở Việt Nam và một số nước trên thế giới; những bài học kinh nghiệm xây dựng mô hình nông thôn mới trong thời gian qua để xác định mục tiêu, phương hướng, nhiệm vụ, lộ trình, vai trò của các chủ thể trong xây dựng nông thôn mới ở Việt Nam gắn với đô thị hóa văn minh trong hội nhập quốc tế đến năm 2020 và trong giai đoạn tiếp theo; nghiên cứu, đề xuất bổ sung, hoàn thiện các cơ chế, chính sách xây dựng nông thôn mới như cơ chế, chính sách tích tụ đất sản xuất nông nghiệp, cơ chế, chính sách phát triển công nghiệp hỗ trợ cho nông nghiệp...

Đồng thời nghiên cứu, đề xuất các giải pháp KHCN để xây dựng nông thôn mới; xây dựng một số mô hình trình diễn về nông thôn mới trên cơ sở ứng dụng các thành tựu, giải pháp KHCN như mô hình chuyển đổi hợp tác xã kiểu mới, hoạt động theo Luật Hợp tác xã năm 2012; mô hình quy hoạch, kiến trúc nông thôn mới; mô hình phát triển nông nghiệp, nông thôn bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu; mô hình xây dựng nông thôn mới kiểu mẫu gắn với đô thị văn minh; mô hình sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao kết hợp với cơ giới hóa nông nghiệp...

Bên cạnh đó xây dựng nội dung và tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn nhằm nâng cao năng lực nắm bắt, ứng dụng KHCN cho các đối tượng có liên quan đến việc xây dựng nông thôn mới, đặc biệt là đội ngũ cán bộ chuyển giao công nghệ, nông dân và doanh nghiệp.

Thủ tướng Chính phủ giao Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn là cơ quan chủ trì Chương trình, phối hợp với các Bộ, ngành, địa phương có liên quan tổ chức triển khai thực hiện Chương trình.

Trong giai đoạn 2011-2015, Chương trình KHCN phục vụ xây dựng nông thôn mới có 68 đề tài/dự án được phê duyệt thực hiện, có những đóng góp hiệu quả, kịp thời cho quá trình xây dựng nông thôn mới của các địa phương trong cả nước, giúp các địa phương đạt một số chỉ tiêu về cơ sở hạ tầng, tăng thu nhập cho hộ nông dân, giảm hộ nghèo, hợp tác sản xuất, bảo vệ môi trường nông thôn. Cụ thể, Chương trình đã nghiên cứu đề xuất, bổ sung, hoàn thiện cơ sở lý luận về mô hình nông thôn mới nước ta ở các mặt như: thể chế phát triển nông nghiệp; thể chế chính trị nông thôn; hương ước làng, trách nhiệm xã hội và vai trò chủ thể của nông dân...; xây dựng Bộ tiêu chí lựa chọn công nghệ để chuyển giao cho nông dân thuộc 7 lĩnh vực KHCN (trồng trọt, chăn nuôi, thủy lợi, thủy sản...). Giới thiệu chuyển giao vào sản xuất được 105 công nghệ và xây dựng thành công 85 mô hình ứng dụng KHCN vào sản xuất và 50 mô hình liên kết giữa doanh nghiệp và nông dân theo chuỗi giá trị từ sản xuất đến tiêu thụ, tăng hiệu quả kinh tế và thu nhập của nông dân 20-30%...