Основные направления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ:

• Производство синтетической нефти и газа из сланцев;
• Экологически безопасная утилизация органических отходов: медицинских, иловых осадков, ТБО, полихлорированных бифенилов (ПХБ) и т.д.;
• Транспортировка, переработка и сжигание твердого топлива;
• Высокоскоростной пиролиз гудрона газовым теплоносителем;
• Кавитационная топливоподготовка мазута;

• Высокотемпературные тепломассообменные процессы в котельных установках;
• Процессы неравновесного фазового перехода пар-жидкость в многокомпонентных реагирующих системах;

• Научное и нормативно-методическое обеспечение перехода объектов электроэнергетики на наилучшие доступные технологии (НДТ);
• Формирование научно-технической и экологической политики в электроэнергетике России и разработка природоохранных технологий, направленных на снижение негативного воздействия ТЭС на окружающую среду;
• Системные аналитические исследования и подготовка аналитических обзоров по проблемам экологии, выбросов парниковых газов и энергоэффективности в электроэнергетике стран СНГ;

В деятельности направления задействованы следующие структурные подразделения института:

• Отделение технологий теплоэнергетики;
• Отделение энергоэффективности и экологии в электроэнергетике;
• Лаборатория технологий использования твердых топлив;
• Лаборатория физического и математического моделирования.