行动计划指出，虽然我国能源科技水平有了长足进步和显著提高，但与世界能源科技强国和引领能源革命的要求相比，还有较大的差距。行动计划明确，到2020年，能源自主创新能力大幅提升，一批关键技术取得重大突破，能源技术装备、关键部件及材料对外依存度显著降低，我国能源产业国际竞争力明显提升，能源技术创新体系初步形成。到2030年，建成与国情相适应的完善的能源技术创新体系，能源自主创新能力全面提升，能源技术水平整体达到国际先进水平，支撑我国能源产业与生态环境协调可持续发展，进入世界能源技术强国行列。
行动计划提出能源技术创新的15项重点任务：一是煤炭无害化开采技术创新。二是非常规油气和深层、深海油气开发技术创新。三是煤炭清洁高效利用技术创新。四是二氧化碳捕集、利用与封存技术创新。五是先进核能技术创新。六是乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新。七是高效太阳能利用技术创新。八是大型风电技术创新。九是氢能与燃料电池技术创新。十是生物质、海洋、地热能利用技术创新。十一是高效燃气轮机技术创新。十二是先进储能技术创新。十三是现代电网关键技术创新。十四是能源互联网技术创新。十五是节能与能效提升技术创新。
在政策保障方面，行动计划提出，鼓励民营企业开展能源技术创新，积极承担国家能源技术创新任务。深化能源领域科研院所分类改革和高等学校科研体制机制改革，强化科研院所和高等院校的源头创新主力军地位，依托国家重点实验室加强能源技术创新基础研究和重大战略研究，提升原始创新能力。加强中央预算内资金和政府性基金对能源技术创新的支持力度。深化科技计划(专项、基金)管理改革，强化对能源重点领域技术研发和示范应用的支持。研究设立能源产业科技创新投资基金，支持能源科技示范工程建设和企业技术改造。引导风险投资、私募股权投资等支持能源技术创新。深化金融领域改革，拓宽能源技术创新融资渠道，降低融资成本。积极发挥政策性金融、开发性金融和商业金融的优势，加大对能源技术重点领域的支持力度。研究使用首台(套)装备的优惠政策，加快重大能源技术装备自主化。
