組織推進能源重大設備研發及其相關重大科研項目，指導能源科技進步、成套設備的引進消化創新，組織協調相關重大示范工程和推廣應用新產品、新技術、新設備。負責核電管理，擬訂核電發展規劃、準入條件、技術標準并組織實施，提出核電布局和重大項目審核意見，組織協調和指導核電科研工作，組織核電廠的核事故應急管理工作。
負責能源預測預警，發布能源信息，參與能源運行調節和應急保障，擬訂國家石油、天然氣儲備規劃、政策并實施管理，監測國內外市場供求變化，提出國家石油、天然氣儲備訂貨、輪換和動用建議并組織實施，按規定權限審批或審核石油、天然氣儲備設施項目，監督管理商業石油、天然氣儲備。
綜合司
負責文電、會務、機要、檔案、督查、財務、資產管理等機關日常運轉工作，承擔政務公開、保密、信訪，以及能源行業統計、預測預警等工作，承擔國家能源委員會辦公室的綜合協調工作。
電力司
擬訂火電和電網有關發展規劃、計劃和政策并組織實施，承擔電力體制改革有關工作，銜接電力供需平衡。
核電司
擬訂核電發展規劃、計劃和政策并組織實施，組織核電廠的核事故應急管理工作。