В статье проведен сравнительный анализ инновационно-технологического развития России и зарубежных стран. Показано, что в инновационной сфере РФ отстает от большинства развитых и развивающихся стран: Россия практически ушла с рынка высоких технологий, основные затраты на инновации осуществляются в секторах низко- и среднетехнологичных производств, самообеспеченность российской экономики по ряду важнейших видов производственного оборудования находится существенно ниже пороговых отметок, определяемых требованиями национальной безопасности. Представлена дифференциация инновационного развития регионов РФ. Исследование инновационного пространства России показало, что наблюдаются достаточно интенсивные процессы затухания науки на периферии, что уже в настоящее время создает серьезные проблемы для распространения инновационных импульсов по территории страны. Раскрыта методика комплексной оценки инновационной безопасности региона, и проведены соответствующие расчеты для регионов Уральского федерального округа. Выявлены наиболее критичные для этих регионов факторы инновационной устойчивости. Сделан прогноз и построены прогнозные траектории уровня инновационной безопасности УрФО на перспективу с использованием модернизированного метода Хёрста. Сформулированы основные барьеры инновационного развития российских регионов. Представлены методологические подходы к обоснованию приоритетных направлений формирования инновационных систем регионов с учетом особенностей их научного и производственного комплексов. Предложена методика формальной оценки приоритетности создания в регионе центров инновационной активности, ориентированных на поддержку конкурентоспособности производств различного уровня технологичности.