組織推進能源國際合作，按分工同外國能源主管部門和國際能源組織談判并簽訂協議，協調境外能源開發利用工作。按規定權限核準或審核能源（煤炭、石油、天然氣、電力等）境外重大投資項目。參與制定與能源相關的資源、財稅、環保及應對氣候變化等政策，提出能源價格調整和進出口總量建議。
石油天然氣司（國家石油儲備辦公室）
擬訂油氣開發、煉油發展規劃、計劃和政策并組織實施，承擔石油天然氣體制改革有關工作，承擔國家石油、天然氣儲備管理工作，監督管理商業石油、天然氣儲備。
新能源和可再生能源司。
指導協調新能源、可再生能源和農村能源發展，組織擬訂新能源、水能、生物質能和其他可再生能源發展規劃、計劃和政策并組織實施。
國家能源局
國家能源局的前身可以追溯到新中國成立時設立的燃料工業部。
1982年能源委員會成立，承擔能源行業監管職能。
1988年能源部成立。
1993年能源部撤消。
2008年成立國家能源局，下轄11個局機關。
2010年1月28日，為加強能源戰略決策和統籌協調，決定成立國家能源委員會。
法制和體制改革司
研究能源重大問題，組織起草能源發展和有關監督管理的法律法規、規章送審稿，承擔有關規范性文件的合法性審核工作，承擔行政執法監督、行政復議、行政應訴等工作，承擔能源體制改革有關工作。