2011年，公司將油氣勘探重點立足於國內的松遼、鄂爾多斯、塔裏木、四川、渤海灣等主要含油氣盆地，油氣儲量繼續保持增長態勢，進壹步夯實了油氣業務發展的資源基礎。
油氣勘探
2011年，公司國內新增探明石油地質儲量7.15億噸，新增探明天然氣地質儲量4879億立方米，探明油氣儲量當量超過10億噸。新增油氣儲量以巖性油氣藏、低滲透油氣藏為主，總體埋藏較深，但規模大、可動用性強。資源接替狀況持續改善，石油儲量接替率繼續保持大於1。
開發與生產
2011年，國內油氣生產保持平穩運行。公司繼續加大新區產能建設力度，堅持新油田整體開發原則，持續推進地面建設標準化，新井單井日產量同比有所上升。通過持續推進老油田精細管理，深入開展註水專項治理等舉措，主要開發指標持續好轉，水驅儲量動用程度提高到72%，老井自然遞減率下降1.6%，含水上升率控制在0.5%以內。水平井、欠平衡鉆井及儲層改造等成熟技術和特色適用技術的推廣應用，在提高鉆井速度、穩定並提高單井產量、提升油氣田開發效率和效益方面發揮了重要作用。全年國內實現油氣當量產量16779萬噸，同比增長2.8%。其中，天然氣產量約占公司油氣總當量的36%。 煉化業務是提高公司價值的重要領域。2011年，公司以市場為導向，加強生產運行管理，煉油裝置保持較高負荷，22項主要技術經濟指標均好於上年，輕油收率、乙烯收率、雙烯收率保持國內領先，煉化業務規模實力進壹步增強。
2011年，國內加工原油14483萬噸，同比增長7.1%；生產成品油9300萬噸，同比增長7.7%。根據市場需求情況，及時調整優化產品結構，加快成品油質量升級，保證了市場穩定供應。 銷售業務是公司服務終端消費者、提升品牌價值的重要窗口。通過持續優化營銷網絡布局，不斷提升服務質量和效益，努力保障國內成品油市場的平穩供應。
2011年，公司準確把握國內市場走勢，靈活制定營銷策略，適時調整銷售節奏，成品油銷售取得新進展。全年成品油銷售量超過1億噸，同比增長12.2%。其中，零售量突破8500萬噸，與上年相比增幅超過19%。單站日銷量同比增長7.7%，汽油銷售量增幅明顯，終端銷售比例保持在90%左右。 天然氣與管道業務是中國石油最具成長性的核心業務之壹。公司堅持“油氣並舉”，加快發展天然氣業務，符合國家能源消費結構調整方向，也是推進綠色發展的現實途徑。
隨著國內天然氣勘探開發不斷取得新突破，新區產能建設力度加大，公司天然氣儲量和產量均實現快速增長，長慶、塔裏木等國內主要天然氣產區產能規模逐步擴大，特別是長慶氣區天然氣上產速度加快。與此同時，隨著中亞天然氣管道和西氣東輸二線管道投入運營，公司天然氣進口量成倍增長。這些都為天然氣業務的快速發展奠定了堅實基礎。 2011年，公司進壹步優化海外資產配置，強化風險防範和管控能力，國際油氣業務運作質量和效益穩步提升。
公司在海外持續推進風險勘探和滾動勘探，加大自主勘探力度，獲得了壹系列重要發現。乍得H區塊在邦戈盆地東部新區發現油氣區帶。通過滾動勘探，公司在哈薩克斯坦、印度尼西亞、南美等國家和地區的合作項目取得壹系列新進展。
國際貿易
2011年，國際貿易業務繼續保持快速發展態勢，經營規模持續擴大。公司積極開展石油期貨、以及油品煉制、加工、調兌、運輸、批發、零售等業務，經營效益大幅增長。全年完成貿易量2.5億噸，同比增長29.1%；實現貿易額1921億美元。
原油業務著力提高市場分析和研判能力，嚴控經營風險，綜合利用各種貿易方式和手段大力提高資源掌控能力，積極籌措進口資源。 中國石油裝備制造業務是中國石油天然氣集團公司主營業務之壹，是伴隨著中國石油工業的發展而成長壯大的。經過50多年的發展，形成較為完整的裝備制造體系和較強的研發、設計、加工、制造、銷售和服務能力，成為中國裝備制造業的重要力量，在全球石油石化裝備制造領域有著較大的影響力。
中國石油天然氣集團公司100多家企業開展裝備制造業務，其中，寶雞石油機械有限公司、寶雞石油鋼管廠、濟柴動力總廠、渤海石油裝備制造有限公司、大慶油田、遼河油田等主要企業，已經打造成為較大規模的鉆井、采油、鋼管、動力、海洋石油裝備制造基地；在煉化、物探、測井、鉆采等裝備領域，培育發展了蘭州石化公司、大慶石化公司、東方地球物理勘探有限公司、中國石油測井有限公司、北京石油機械廠等特色企業；中國石油技術開發公司已經發展成為國際壹流的石油裝備產品出口國際貿易公司。 科技創新
2011年，公司針對制約油氣勘探和煉油化工等主營業務發展的關鍵瓶頸技術，開展了壹系列技術攻關，並取得積極進展和成果，使得公司自主創新能力進壹步提升，為推進主營業務快速發展提供了有力的技術支撐和保障。
新能源開發
截至2013年5月 ，公司新能源業務主要包括煤層氣、油頁巖、頁巖氣、油砂等非常規油氣資源以及生物質能、風能、太陽能、地熱能等可再生能源的開發利用。
金融貿易
公司金融業務主要涉及資金管理、金融保險等領域，通過全資子公司——中油資產管理有限公司和控股子公司——中油財務有限責任公司，進行資產重組、股本融資、收購兼並以及股權的投資、管理、處置等。
礦區服務
業務所及之處大多為鹽堿荒灘、高原戈壁，自然條件很差。中國石油天然氣集團公司秉承“奉獻能源、創造和諧”的企業宗旨，認真貫徹落實科學發展觀，積極推進和諧礦區建設，努力創造生產與生活、能源與環境、人與自然的和諧。不論在國內還是海外，中國石油都積極投身綠色礦區、生態和諧社區建設，開發壹處就建設壹處、綠化壹處，營造和諧的社區環境，積極帶動當地經濟社會的全面發展，為公司全面協調可持續發展提供強力支撐。
商旅服務
中國石油旗下華油集團公司，是以酒店旅遊為核心業務的專業化公司。陽光酒店集團以“陽光”品牌為核心，全力打造規範化、網絡化、國際化的具有核心競爭力的國內領先、國際壹流的酒店集團。