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由于现代科学发现越来越依赖于大规模科学数据的分析处理,如何高效管理科学大数据业已成为当下亟待解决的问题。文章分析了科学大数据的应用场景和需求,阐述了科学大数据在规模动态化、流水线管理、统一访问、数据共享(SPUS)4个方面面临的挑战。提出了包括计算和存储管理、数据流水线管理、数据融合查询管理、数据共享管理4个模块的科学大数据管理系统体系结构,并分析了系统中存在的关键技术问题。最后,介绍了国家重点研发计划项目"科学大数据管理系统"的研发进展及其未来的研究方向。