作为地面最大的单天线射电望远镜，“天眼”将为我们带来一系列突破性的科学进展。可以探索宇宙起源和演化。通过精确测定毫秒脉冲星的到达时间，“天眼”可以检测引力波。利用“天眼”观测星际分子，可以探索宇宙生命起源。利用“天眼”搜索星际通信，可以寻找地外文明。

“天眼”还将主导国际甚长基线VLBI网，为天体超精细结构成像。

“天眼”还可以参与国际深空探测器的定轨、遥控和通信领域的科学合作。