1. 新能源科学与工程：针对我国能源资源紧缺和环境污染严重等问题，系统研究新型清洁能源开发与利用的理论、工艺与技术，以及能源的高效、清洁利用、转换、传输与储存技术，为解决制约我国可持续发展的能源及环境问题奠定理论与技术基础。

2. 先进能源理论与技术：针对我国地下油气能源紧缺的现状及开发利用过程中的环境问题，系统研究非常规化石能源、常规油气田和地热等地下能源资源的高效开发与利用，以及温室气体地质埋存的新理论和新技术。

3. 能源与资源高效清洁利用：综合运用现代矿物学、物理学、化学、环境科学、信息学、系统工程等学科的理论与方法，以矿产资源高效、循环利用、能量减量消耗与环境保护为目标与突破口，进行理论创新和技术开发。