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O Japão é uma das nações líderes nos campos da pesquisa científica, especialmente de tecnologia, maquinário e pesquisa biomédica. Cerca de 700.000 pesquisadores dividem um orçamento de 130 bilhões dólares para pesquisa e desenvolvimento, o terceira maior do mundo.[67] O Japão é líder mundial no domínio da pesquisa científica fundamental, tendo produzido treze prêmios Nobel, quer em física, química ou medicina,[68] três Medalhas Fields[69] e um Prêmio Gauss.[70]

Algumas das mais importantes contribuições tecnológicas do Japão são encontrados nas áreas de eletrônicos, automóveis, máquinas, engenharia sísmica, robótica industrial, óptica, química, semicondutores e metais. Japão é líder do mundo em produção e utilização de robótica, possuindo mais de metade (402.200 de 742.500) de robôs industriais do mundo, usado para a fabricação.[71] Produziu também o QRIO, ASIMO e o AIBO. O Japão é o maior produtor mundial de automóveis[72] e abriga quatro dos quinze maiores fabricantes de automóveis do mundo e sete dos vinte maiores líderes de vendas de semicondutores atualmente.

A Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) é a agência espacial do Japão, que realiza pesquisas espaciais, planetárias, de aviação e no desenvolvimento de foguetes e satélites. É um participante da Estação Espacial Internacional e do Módulo de Experiências Japonês (Kibo) foi adicionado à Estação Espacial Internacional durante voos do ônibus espacial em 2008.164 A empresa tem planos de exploração espacial, como o lançamento da Venus Climate Orbiter (PLANET-C) em 2010,165 166 no desenvolvimento da Mercury Magnetospheric Orbiter para ser lançada em 2013167 168 e a construção de uma base lunar em 2030.169
Em 14 de setembro de 2007, lançou o explorador da órbita lunar "SELENE" (Selenological and Engineering Explorer) em um portador de foguetes H-IIA (Modelo H2A2022) no Centro Espacial de Tanegashima. SELENE também é conhecido como Kaguya, a princesa lunar do antigo conto The Tale of the