组织推进能源重大设备研发及其相关重大科研项目，指导能源科技进步、成套设备的引进消化创新，组织协调相关重大示范工程和推广应用新产品、新技术、新设备。负责核电管理，拟订核电发展规划、准入条件、技术标准并组织实施，提出核电布局和重大项目审核意见，组织协调和指导核电科研工作，组织核电厂的核事故应急管理工作。
国家电监会 国家电力监管委员会前身可以追溯到1955年设立的电力工业部。 1988年电力管理相关职能划入新成立的能源部。 2003年国家电监会成立，开始履行电力市场监管者的职责，共有9个内设机构。 2013年3月，《关于提请审议机构改革和职能转变方案》将现国家能源局、国家电力监管委员会的职责整合，重新组建国家能源局，由国家发展和改革委员会管理；不再保留国家电力监管委员会。
市场监管司 组织拟订电力市场发展规划和区域电力市场设置方案，监管电力市场运行，监管输电、供电和非竞争性发电业务，处理电力市场纠纷，研究提出调整电价建议，监督检查有关电价和各项辅助服务收费标准，研究提出电力普遍服务政策的建议并监督实施，监管油气管网设施的公平开放。
综合司 负责文电、会务、机要、档案、督查、财务、资产管理等机关日常运转工作，承担政务公开、保密、信访，以及能源行业统计、预测预警等工作，承担国家能源委员会办公室的综合协调工作。