Satellit-taggning kommer att användas och återoffending liga tabeller publiceras.
Det finns också stöd för en rymdhamn och förarlösa bilar - men en planerad brittisk rättighetsproposition står på spel.
EU Out-kampanjen kritiserade frånvaron av en utlovad suverän lag och sade att lagstiftningen hade "vattnats ner" på grund av juni folkomröstningen.
Men David Cameron sa att det var en "bold" och "radikal" agenda.
Han sade till riksdagsledamöterna: "Detta är en drottnings tal som kombinerar ekonomisk säkerhet med att förlänga livschanser för alla, det är drottningens tal om en progressiv, en nation konservativ regering."
Men arbetarledaren Jeremy Corbyn, som gav sitt svar i Commons, anklagade David Cameron för att blunda för "konsekvenserna" av nedskärningar i offentliga tjänster och brännmärka sin regering för en "körlös bil som går i fel riktning".
Han tillade: "Denna regering misslyckas med att leverera en ekonomi som uppfyller behoven och ambitionerna hos de människor som sände oss hit - en regering som konsekvent misslyckas med att uppfylla sina egna ekonomiska mål.
"De har misslyckats med underskottet, de har misslyckats med skulden, de har misslyckats med produktiviteten, de har misslyckats med att återställa balansen i ekonomin."
Han sade att regeringen hade "tvingats att backa" på en rad förslag under de senaste månaderna - senast om påtvingad akademisering av alla Englands skolor - och förutspådde att många av de lagförslag som tillkännagavs aldrig skulle nå stadgan.
Guldet lyste ljust som alltid. De glimmande hästarna travade i traditionell tid.
Men den största händelsen under parlamentets år kändes som en oklanderlig koreografi, storslagen producerad, historiskt trogen sidoshow.
Den enda antydan till förändring i ceremonin - monarken, för första gången, ta hissen.
David Camerons hopp för idag var att skapa en sammanhängande känsla av hans återstående ambitioner, hjälp för dem han tror att politiken har lämnat efter sig.
För hans kritiker krävs det en del övertygande, särskilt i en tid av nedskärningar, för att ge detta all trovärdighet.
Läs mer från Laura
SNP-ledaren Nicola Sturgeon sade att politik som den planerade förnyelsen av Trident kärnvapen, en fortsatt press på offentliga utgifter och signaler om "ännu fler nedskärningar i välfärden" var i strid med den skotska regeringens "progressiva agenda".
Drottningens tal är centralpunkten i Riksdagens öppnande, en tradition som kan spåras tillbaka till 1536.
För första gången använde drottningen en hiss snarare än en trappa när hon anlände till Houses of Parliament i vad Buckingham Palace sa var en "måttlig anpassning till arrangemang" gjorde "för drottningens bekvämlighet".
Andra åtgärder i 21-Bill-programmet omfattar följande:
Regeringen driver också på med kontroversiella planer på att övervaka internetanvändningen genom sin utredningsproposition och bekämpar extremism, bland annat starkare makt att störa radikalernas verksamhet och ingripa i oreglerade skolor som "lär ut hat".
Drottningens tal ses som ett försök att säkra ett arv av sociala reformer för premiärministern, men kritiker säger att det överskuggas av den 23 junis folkomröstning om huruvida Storbritannien ska stanna kvar i EU, som har splittrat kabinettet.
Tidigare konservativ ledare Iain Duncan Smith anklagade regeringen för att överge planerna på en suverän lag, som utlovades tidigare i år, för att på nytt bekräfta det brittiska parlamentets överhöghet.
Han anklagade David Cameron för att "jetisoning eller urvattna" viktiga delar av lagstiftningen i en "helter-skelter strävan" för att vinna folkomröstningen.
UKIP vice ledare Paul Nuttall beskrev drottningens tal som "ljus på stora tillkännagivanden", tillägger att vissa konservativa parlamentsledamöter hade "övertygats att stödja Camerons beslut att stödja "Remain" sida av löften om en suverän Bill, och de måste nu känna sig fullständigt förrådda av mannen de är piskade till hejarklack".
Drottningen gjorde endast de kortaste direkta hänvisningarna till sin regering som höll "en folkomröstning om medlemskap i Europeiska unionen".
Men - i ett steg som kan ses som ett försök att lugna väljarna inför EU-omröstningen - tillade hon: "Mina ministrar kommer att upprätthålla parlamentets suveränitet och underhusets överhöghet."
De planerade fängelsereformerna, som utarbetades av justitiesekreteraren och den ledande kampanjledaren Michael Gove, räknades som talets huvudpunkt.
Cameron sade till parlamentsledamöterna: " Alltför länge i vårt land har de unga förbrytarinstitutionerna och fängelserna inte fungerat. De ger allmänheten tryggheten att veta att brottslingar är inlåsta men de gör inte tillräckligt för att vända livet på människor som en dag kommer att släppas ut.
"Så i våra fängelser kommer vi att tillämpa de lärdomar som dragits i andra reformer av den offentliga sektorn - publiceringsresultat, vilket ger de människor som driver tjänsterna ordentlig kontroll över dem, uppmuntrar innovation, belönar framgång och inte tolererar ihållande misslyckanden."
Han avvisade krav från den gröna parlamentsledamoten Caroline Lucas på att reformerna skulle undergrävas av stora nedskärningar i fängelsebudgetarna och överbefolkade, och sade att regeringens "hela syfte var att försöka göra mer med mindre".
Ett av Europas största fängelser, HMP Wandsworth, är bland sex institutioner där guvernörer kommer att få nya befogenheter över budgeten och fastställa det dagliga systemet.
Satellitspårningstaggar som övervakar förövarnas rörelser med hjälp av GPS-teknik kommer att lotsas i åtta polisområden från september, i ett drag som skulle kunna se fångar bli helgfångar och tillbringa resten av veckan hemma när de håller jobb.
Fängelserna kommer också att tvingas publicera statistik om utbildning, återflyttning och interners anställning vid frigivningen.
Enligt The Guardian, regeringen kommer också att anta resultaten av en översyn av utbildning i fängelser, som kommer att rekommendera att låta interner att använda iPads i sina celler för att "lära sig självständigt" och hålla kontakten med vänner och familj via Skype.
Regeringens planerade nya lagar har fastställts av drottningen - inklusive den största fängelseuppgörelsen i England och Wales "sedan viktorianska tider".