多年来，石科院注重发挥市场需求拉动和知识创新驱动作用，着力强化产学研协同创新，拥有具有自主知识产权的石油炼制全流程技术平台，是国内炼油企业主要的技术提供者，具备支撑和引领现代化炼油厂建设、生产和发展的综合能力。
石科院专业配套齐全，科研装备精良，技术、知识和文化积淀深厚，在以侯祥麟、闵恩泽院士为代表的科学家精神指引下，持续传承石油精神，弘扬石化传统，在长期的科研实践中凝结形成了具有特色的创新文化。
石科院设有18个研究室、11个管理服务部门、5个支撑服务部门，3个院属公司。拥有一支综合技术优势突出的科研队伍，目前职工总数为1203人，各类专业技术人员1030人。现有中国科学院、中国工程院院士4人，享受国务院政府特殊津贴专家10人，“百千万人才工程”国家级人选4人，中国石化科技创新功勋奖获得者3人，中国石化首席科学家1人、首席专家2人、高级专家7人，中国石化突出贡献专家20人。
石科院拥有炼油工艺与催化剂国家工程研究中心、石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室、国家能源石油炼制技术研发（实验）中心、工业产品质量控制和技术评价实验室，中国石化生物液体燃料重点实验室、中国石化重（劣）质油及非常规油气资源炼制技术重点实验室、中国石化分子炼油重点实验室、中国石化芳烃技术重点实验室、中国石化氢能技术重点研究室、中国石化润滑油脂重点实验室等机构；是全国石油产品和润滑剂标准化归口单位，是国家石油产品质量检验检测中心、中国石油学会石油炼制分会、中国化工学会烃资源评价加工与利用专业委员会、中国石油学会碳中和专业委员会的挂靠单位；是《石油学报（石油加工）》《石油炼制与化工》和《Carbon and Hydrogen》3个科技期刊的编辑出版单位。设有研究生部和博士后流动站，是国家首批博士和硕士学位授予权单位，拥有化学工艺、应用化学专业的博士学位授予权，以及化学工艺、应用化学、工业催化和化学工程专业的硕士学位授予权。
截至2023年底，石科院共获得国家级奖励134项，省部级、全国行业性学会（协会）及中国石化集团公司级及以上奖励的科技成果1065项。其中，国家最高科学技术奖1项、国家技术发明一等奖2项、国家科技进步特等奖2项、国家科技进步一等奖8项。累计申请国内专利12102件，获授权8963件；申请国外专利1996件，获授权1182件；获中国国家知识产权局和世界知识产权组织联合颁发的中国专利金奖9项、银奖1项、优秀奖21项，获日内瓦国际发明展特别嘉许金奖1项。率先完成ISO 56005国际标准融合试点工作，荣获我国首个“基于ISO 56005的《创新与知识产权管理能力》”四级证书，为迄今国内企业获得的最高评级。
在不同的历史时期，石科院均研发出对中国炼油工业发展具有举足轻重意义和推动作用的重大技术。
二十世纪五十年代，在短时间内成功研制出喷气战斗机专用航空燃料生产技术和常规武器、原子弹、导弹等尖端武器所需的特种润滑剂，解决国防工业研制“两弹一机”的燃眉之急。
二十世纪六十年代，参与开发的流化催化裂化、催化重整、延迟焦化、尿素脱蜡、新型催化剂和添加剂，被誉为中国炼油史上的“五朵金花”，是实现中国现代炼油技术从无到有的标志；同一时期研制的航空燃料和特种润滑油、脂，解决了当时国防工业的燃眉之急。
二十世纪七十年代，开发出提升管催化裂化工艺、分子筛催化裂化催化剂、半再生催化重整工艺和双金属重整催化剂，保持了炼油技术的发展势头。
二十世纪八十年代，开发了重油催化裂化催化剂、USY分子筛和REHY分子筛、RN-1加氢精制催化剂、铂铼重整催化剂系列、SKI二甲苯异构化催化剂、全大庆常压渣油催化裂化工艺技术、针状焦生产技术、高功率坦克发动机油等，总体技术接近世界水平，开始形成石科院的优势技术领域，为中国现代炼油工业技术、催化剂基本实现自给发挥了关键作用。
二十世纪九十年代，开发了催化裂化家族技术，其中：DCC技术获得1995年度唯一的一项国家技术发明一等奖，并实现了我国炼油技术的出口；开发了新型ZRP分子筛、重油加工组合工艺技术、中压加氢改质技术、中压加氢裂化技术、低压组合床重整技术、新型溶剂芳烃抽提技术，以及用于神舟系列载人宇宙飞船、导弹、卫星、舰艇和水陆装甲车等的特种润滑油、脂等，技术基本达到国际水平，部分技术达到国际先进甚至国际领先水平，一批技术和产品开始走出国门，陆续进入东南亚、中东和欧美市场。
21世纪初，面对中国炼油工业面临的清洁油品生产、产品结构调整、降低生产成本等诸多挑战，石科院科学地分析未来发展趋势，提前开展了相关课题的研究，在清洁汽、柴油生产，提高原油加工深度，增加轻质油收率，含硫、含酸和重质、劣质原油加工等方面，成功地开发并实施了多项技术，支撑了炼油工业的发展，同时进行了必要的技术储备。其中：降低催化裂化汽油烯烃含量GOR系列催化剂、多产异构烷烃的催化裂化MIP技术、生产清洁汽油并增产丙烯CGP技术等在炼油厂得到大面积推广应用，形成了符合中国炼油装置特点、具有我国自主知识产权的清洁汽油生产成套技术，使中国石化炼油企业在重大挑战面前，以较少投资、较低成本并在较短时间内实现了汽油质量升级，产生了显著的经济效益和社会效益。
进入新时代，石科院以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引，建立起国有企业现代公司法人治理结构，顺利完成由“分公司”到“子公司”的重大经营体制转换，党委、董事会、经理层各公司治理主体构建完备。坚持“四个面向”，锚定“高质量、高效率、高转化、高影响力”的“四高”目标，围绕产业链布局创新链，不断增强自主创新能力，在支撑引领产业高质量发展方面展示出新气象、新作为。传统炼油领域技术推陈出新、迭代升级，重油催化裂解（RTC）技术、DCC技术、逆流连续重整技术、芳烃成套技术等自主技术保持国际领先，移动床丙烷脱氢催化剂打破国外垄断，高端内燃机油技术消除与国际代差，己内酰胺绿色生产成套新技术为中国石化打造世界技术最先进、规模最大的己内酰胺生产基地提供强劲科技动能，有力支撑石化行业转型升级。新领域拓展夯基垒台、厚积成势，质子交换膜（PEM）电解水制氢技术、分布式甲醇制氢技术、分布式氨制氢成套技术等自主技术在国内率先投用，氢燃料电池、动力电池等关键核心材料攻关取得积极进展。建成中国石化首个氢源品质分析实验室，生物航煤成功实现跨洋商业飞行。成果转化开疆拓土、成效显著，炼油骨干工艺和催化剂获得大面积推广应用，技术支持与服务广受企业好评，国内技术市场主体地位进一步巩固。积极融入国家“一带一路”倡议，多品种炼油催化剂和骨干工艺技术出口文莱、泰国、哈萨克斯坦等国家和地区，显著提升我国自主炼油技术专利商的美誉度和影响力。
面向未来，石科院紧紧围绕中国石化“一基两翼三新”产业格局，认真贯彻中国石化“自主创新、重点跨越、引领新兴、差异特色、绿色低碳、支撑一流”的科技指导方针，不断增强自主创新能力，充分发挥科技创新的支撑和引领作用，全面建设世界一流的绿色低碳能源化工科学研究院，为中国石化打造世界领先洁净能源化工公司提供全方位技术支撑。
