國家能源集團大力實施創新驅動發展戰略，把“創新型”作為戰略取向的第一位，不斷完善科技創新體系，推進重大科研攻關，努力構筑未來競爭的新動能、新優勢。目前，國家能源集團擁有直屬科研院所4個，分別是：國電科學技術研究院、北京低碳清潔能源研究院、國電新能源技術研究院、國家能源技術經濟研究院。二級單位管理的科研院所9個，全體科研院所研發人員共有1883人。擁有12個國家級研發平臺，5個院士工作站，13個博士后工作站。自主培養院士1名，聘任7名院士擔任集團公司首席科學家。依托聘任院士及其團隊，建立了3個協同創新中心，分別是：謝克昌院士牽頭的“煤炭清潔高效利用和應對氣候變化協同創新中心”、陳勇院士牽頭的“新能源與環保協同創新中心”和劉吉臻院士牽頭的“智能發電協同創新中心”。
截至2019年底，國家能源集團累計獲國家科技進步一等獎3項，二等獎33項，技術發明二等獎1項，中國專利金獎5項，中國專利銀獎1項。累計編制國家標準81項、其中主持制定8項。累計擁有有效專利10291件，其中發明專利2564件。重點在煤炭安全高效綠色開采、煤炭清潔高效發電、煤制油煤化工、重載鐵路運輸、風力發電和智慧水電等領域，開展重大技術攻關與工程示范，取得了一批科技成果。
根據中央對扶貧工作的統一部署，國家能源集團共承擔9個貧困縣的幫扶任務（其中：7個定點扶貧縣、2個對口支援縣）。幫扶的9個貧困縣中：西藏聶榮、青海剛察和曲麻萊、四川布拖和普格5個縣位于“三區三州”深度貧困地區，山西右玉、內蒙古寧城、陜西米脂和吳堡4個縣位于貧困革命老區。截至11月17日，國家能源集團承擔幫扶任務的9個縣全部脫貧摘帽，國家能源集團打贏脫貧攻堅戰取得重大成果。
國家能源集團黨組始終將定點扶貧作為重點工作之一，強化責任擔當、加強組織領導、加大投入力度、選派得力干部、抓實督促指導、創新幫扶方式，全力以赴助力各縣打贏脫貧攻堅戰，取得了明顯的成果成效。在國家能源集團的有力幫扶下，右玉、剛察、聶榮、寧城、米脂、吳堡、曲麻萊7縣已于2018年8月—2020年4月期間，先后成功脫貧摘帽；涼山州普格縣、布拖縣已于2020年11月17日成功脫貧摘帽。在國務院扶貧辦和國資委定點扶貧工作試考核中，集團公司2017年—2019年連續三年取得“好”的最高等次，連續三年被青海省連續評為脫貧攻堅先進單位，并入選中國企業精準扶貧50佳案例。
2019年，國家能源集團堅持貫徹習近平總書記關于扶貧工作重要論述，及時制訂《定點扶貧與對口支援工作管理辦法》和《2019年扶貧工作計劃》，統籌組織好全集團定點扶貧和對口支援工作，全年累計下達扶貧資金計劃2.26億元，同比增長29%。
2020年，國家能源集團全面貫徹落實習近平總書記在決戰決勝脫貧攻堅座談會上的重要講話精神和國資委黨委召開的中央企業決戰決勝脫貧攻堅視頻會議精神，持續鞏固脫貧成果，加大對口援疆支持力度，以更大決心、更強力度幫助貧困地區堅決奪取脫貧攻堅最后勝利。
