Theo Đề án tái cơ cấu được phê duyệt, ngành công nghiệp của Thái Nguyên sẽ được đầu tư, cơ cấu lại để nâng cao năng suất, chất lượng, giá trị gia tăng và năng lực cạnh tranh của ngành, góp phần thúc đẩy chuyển dịch nhanh cơ cấu kinh tế của tỉnh với mục tiêu đưa Thái Nguyên trở thành một trong những trung tâm kinh tế, công nghiệp hiện đại của khu vực Trung du, miền núi phía Bắc và vùng Thủ đô Hà Nội vào năm 2030.
Theo đó, không tính tổ hợp công nghệ cao Samsung, tăng trưởng giá trị gia tăng bình quân thời kỳ 2021 - 2030 của ngành công nghiệp Thái Nguyên đạt 9%/năm, tăng trưởng của ngành công nghiệp chế biến, chế tạo đạt 8,91%/năm.
Trong cơ cấu tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) của Thái Nguyên đến năm 2030, ngành công nghiệp chiếm 57% (không kể Tổ hợp công nghiệp công nghệ cao Samsung là 42,38%). GRDP của ngành công nghiệp chế biến, chế tạo đạt 50% (không kể Tổ hợp công nghiệp công nghệ cao Samsung là 33%).
Về định hướng tái cơ cấu ngành công nghiệp, Thái Nguyên sẽ tập trung đổi mới mô hình tăng trưởng, chuyển dịch cơ cấu nội ngành theo chiều sâu, chuyển từ số lượng sang chất lượng, nâng cao trình độ công nghệ và năng suất lao động. Trong đó, ưu tiên phát triển công nghiệp theo hướng phát thải các bon thấp, tuần hoàn xanh, sạch, sử dụng tiết kiệm và hiệu quả tài nguyên, năng lượng, bảo vệ môi trường hướng đến mục tiêu net-zero carbon vào năm 2050.
Về không gian phát triển công nghiệp, Thái Nguyên xác định khu vực phía Nam gồm 3 TP: Thái Nguyên, Sông Công, Phổ Yên và huyện Phú Bình gắn với không gian công nghiệp công nghệ cao liên vùng (Thủ đô Hà Nội - Vĩnh Phúc - Thái Nguyên - Bắc Giang - Bắc Ninh). Khu vực này ưu tiên phát triển các cụm ngành công nghiệp điện, điện tử, cơ khí chế tạo và các ngành công nghệ cao khác.
Khu vực phía Tây bao gồm 3 huyện: Định Hóa, Phú Lương, Đại Từ và khu vực phía Đông gồm 2 huyện: Võ Nhai, Đồng Hỷ định hướng chung phát triển các cụm ngành công nghiệp khai khoáng, chế biến nông, lâm thủy sản, dệt may, da giày.