Đô thị Hòa Lạc sẽ là trung tâm đầu não về khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trung tâm đào tạo, giáo dục chất lượng cao. Là thành phố của những trung tâm nghiên cứu, có các trường đại học, có khu công nghệ cao, trung tâm thí nghiệm, nhấn mạnh công nghệ số, trí tuệ nhân tạo, công nghệ bán dẫn, ứng dụng và chuyển giao công nghệ...
Đô thị Xuân Mai sẽ là trung tâm giáo dục, nghiên cứu và các dịch vụ hỗ trợ giáo dục như trung tâm hỗ trợ khởi nghiệp, trung tâm hỗ trợ nghiên cứu, phòng thí nghiệm/ phòng nghiên cứu cộng đồng, trung tâm mô phỏng 3D, trung tâm dịch vụ thử nghiệm sản phẩm nghiên cứu... Cùng với đó, một phần thành phố dự kiến phát triển trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh hóa phẩm phục vụ cho Hà Nội, khu vực Vùng đồng bằng sông Hồng, Vùng trung du và miền núi phía Bắc.
Hình thành đô thị thông minh, là thành phố khoa học, nơi tập trung trí tuệ và công nghệ tiên tiến, tiếp thu trình độ khoa học và công nghệ quốc tế, trung tâm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao.
Hình thành đô thị du lịch nghỉ dưỡng, trung tâm vùng phía Tây Hà Nội được xây dựng dựa trên cấu trúc địa hình tự nhiên, gắn kết với hệ thống Ba Vì - Đồng Mô và sông Tích, hệ thống hạ tầng kỹ thuật quốc gia như QL 21, đường Hồ Chí Minh.
Xây dựng đô thị theo mô hình đô thị hiện đại, chất lượng cao, phát triển nhà cao tầng tại khu vực trung tâm và các khu vực đầu mối giao thông. Xây dựng các đô thị sinh thái, khu ở mới đồng bộ về hạ tầng xã hội và hạ tầng kỹ thuật, phát triển gắn kết với địa hình đồi núi và hệ thống hồ nước hiện có của khu vực.
Hình thành các cụm không gian chức năng gồm trường Đại học; khu công nghệ cao; Khu trung tâm y tế tập trung; Khu đô thị sinh thái; phát triển các trung tâm dịch vụ thương mại, chợ đầu mối nối kết Hà Nội với các tỉnh phía tây bắc đất nước.
Phát triển các dự án vui chơi giải trí, du lịch sinh thái phục vụ nhân dân thủ đô và vùng phụ cận. Cùng với đó, khoanh vùng bảo tồn hệ sinh thái đặc trưng như Núi Thoong, sông Tích, sông Bùi, hồ Đồng Sương, hồ Văn Sơn,... kết hợp phát triển dịch vụ du lịch sinh thái.