根据该行动计划，到2015年，以工业转型升级、发展战略性新兴产业、保障和提高人民生活质量为重点，着重于全产业链的系统推进；解决行业主干产品智能化、网络化、可靠性、安全性等关键问题；完成一批高精度仪表和新型传感器的自主设计、开发及产业化；重点满足战略性新兴产业、工业物联网、环保和食品安全、文物保护和传承等领域需求；建立行业共性技术服务平台，为行业自主创新及可持续发展提供支撑。行业整体发展水平得到显著提升。
到2025年，传感器及智能化仪器仪表产业整体水平跨入世界先进行列，产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变，涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控，高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。
行动计划指出，根据传感器及智能化仪器仪表技术发展趋势和产业存在的主要问题，将实施技术创新、产品升级、产业和企业转型升级、产业化应用四大工程。未来将培育产值超10亿元的行业龙头企业和产值5000万元以上的“小（中）而精、精而专、专而强”的创新型企业。