2011年，公司将油气勘探重点立足于国内的松辽、鄂尔多斯、塔里木、四川、渤海湾等主要含油气盆地，油气储量继续保持增长态势，进一步夯实了油气业务发展的资源基础。
油气勘探
2011年，公司国内新增探明石油地质储量7.15亿吨，新增探明天然气地质储量4879亿立方米，探明油气储量当量超过10亿吨。新增油气储量以岩性油气藏、低渗透油气藏为主，总体埋藏较深，但规模大、可动用性强。资源接替状况持续改善，石油储量接替率继续保持大于1。
开发与生产
2011年，国内油气生产保持平稳运行。公司继续加大新区产能建设力度，坚持新油田整体开发原则，持续推进地面建设标准化，新井单井日产量同比有所上升。通过持续推进老油田精细管理，深入开展注水专项治理等举措，主要开发指标持续好转，水驱储量动用程度提高到72%，老井自然递减率下降1.6%，含水上升率控制在0.5%以内。水平井、欠平衡钻井及储层改造等成熟技术和特色适用技术的推广应用，在提高钻井速度、稳定并提高单井产量、提升油气田开发效率和效益方面发挥了重要作用。全年国内实现油气当量产量16779万吨，同比增长2.8%。其中，天然气产量约占公司油气总当量的36%。 炼化业务是提高公司价值的重要领域。2011年，公司以市场为导向，加强生产运行管理，炼油装置保持较高负荷，22项主要技术经济指标均好于上年，轻油收率、乙烯收率、双烯收率保持国内领先，炼化业务规模实力进一步增强。
2011年，国内加工原油14483万吨，同比增长7.1%；生产成品油9300万吨，同比增长7.7%。根据市场需求情况，及时调整优化产品结构，加快成品油质量升级，保证了市场稳定供应。 销售业务是公司服务终端消费者、提升品牌价值的重要窗口。通过持续优化营销网络布局，不断提升服务质量和效益，努力保障国内成品油市场的平稳供应。
2011年，公司准确把握国内市场走势，灵活制定营销策略，适时调整销售节奏，成品油销售取得新进展。全年成品油销售量超过1亿吨，同比增长12.2%。其中，零售量突破8500万吨，与上年相比增幅超过19%。单站日销量同比增长7.7%，汽油销售量增幅明显，终端销售比例保持在90%左右。 天然气与管道业务是中国石油最具成长性的核心业务之一。公司坚持“油气并举”，加快发展天然气业务，符合国家能源消费结构调整方向，也是推进绿色发展的现实途径。
随着国内天然气勘探开发不断取得新突破，新区产能建设力度加大，公司天然气储量和产量均实现快速增长，长庆、塔里木等国内主要天然气产区产能规模逐步扩大，特别是长庆气区天然气上产速度加快。与此同时，随着中亚天然气管道和西气东输二线管道投入运营，公司天然气进口量成倍增长。这些都为天然气业务的快速发展奠定了坚实基础。 2011年，公司进一步优化海外资产配置，强化风险防范和管控能力，国际油气业务运作质量和效益稳步提升。
公司在海外持续推进风险勘探和滚动勘探，加大自主勘探力度，获得了一系列重要发现。乍得H区块在邦戈盆地东部新区发现油气区带。通过滚动勘探，公司在哈萨克斯坦、印度尼西亚、南美等国家和地区的合作项目取得一系列新进展。
国际贸易
2011年，国际贸易业务继续保持快速发展态势，经营规模持续扩大。公司积极开展石油期货、以及油品炼制、加工、调兑、运输、批发、零售等业务，经营效益大幅增长。全年完成贸易量2.5亿吨，同比增长29.1%；实现贸易额1921亿美元。
原油业务着力提高市场分析和研判能力，严控经营风险，综合利用各种贸易方式和手段大力提高资源掌控能力，积极筹措进口资源。 中国石油装备制造业务是中国石油天然气集团公司主营业务之一，是伴随着中国石油工业的发展而成长壮大的。经过50多年的发展，形成较为完整的装备制造体系和较强的研发、设计、加工、制造、销售和服务能力，成为中国装备制造业的重要力量，在全球石油石化装备制造领域有着较大的影响力。
中国石油天然气集团公司100多家企业开展装备制造业务，其中，宝鸡石油机械有限公司、宝鸡石油钢管厂、济柴动力总厂、渤海石油装备制造有限公司、大庆油田、辽河油田等主要企业，已经打造成为较大规模的钻井、采油、钢管、动力、海洋石油装备制造基地；在炼化、物探、测井、钻采等装备领域，培育发展了兰州石化公司、大庆石化公司、东方地球物理勘探有限公司、中国石油测井有限公司、北京石油机械厂等特色企业；中国石油技术开发公司已经发展成为国际一流的石油装备产品出口国际贸易公司。 科技创新
2011年，公司针对制约油气勘探和炼油化工等主营业务发展的关键瓶颈技术，开展了一系列技术攻关，并取得积极进展和成果，使得公司自主创新能力进一步提升，为推进主营业务快速发展提供了有力的技术支撑和保障。
新能源开发
截至2013年5月 ，公司新能源业务主要包括煤层气、油页岩、页岩气、油砂等非常规油气资源以及生物质能、风能、太阳能、地热能等可再生能源的开发利用。
金融贸易
公司金融业务主要涉及资金管理、金融保险等领域，通过全资子公司――中油资产管理有限公司和控股子公司――中油财务有限责任公司，进行资产重组、股本融资、收购兼并以及股权的投资、管理、处置等。
矿区服务
业务所及之处大多为盐碱荒滩、高原戈壁，自然条件很差。中国石油天然气集团公司秉承“奉献能源、创造和谐”的企业宗旨，认真贯彻落实科学发展观，积极推进和谐矿区建设，努力创造生产与生活、能源与环境、人与自然的和谐。不论在国内还是海外，中国石油都积极投身绿色矿区、生态和谐社区建设，开发一处就建设一处、绿化一处，营造和谐的社区环境，积极带动当地经济社会的全面发展，为公司全面协调可持续发展提供强力支撑。
商旅服务
中国石油旗下华油集团公司，是以酒店旅游为核心业务的专业化公司。阳光酒店集团以“阳光”品牌为核心，全力打造规范化、网络化、国际化的具有核心竞争力的国内领先、国际一流的酒店集团。