石油勘探开发研究院总部设在北京，在乌鲁木齐、无锡、合肥三地设有分支机构。目前，石油勘探开发研究院已在油气勘探开发战略规划编制、海相层系油气成藏理论与勘探评价、缝洞型碳酸盐岩油藏高效开发、特殊天然气藏开发、特殊储层预测、油气地球化学学科、实验测试分析等方面形成了自己的特色和优势，石油地质实验测试中心和油气化探实验测试中心取得国家级计量认证。

石油勘探开发研究院是中国石化油气勘探开发技术研发与集成部、油气勘探开发技术支撑与服务部、上游发展战略及油气勘探开发规划参谋部、中国石化上游地质资料信息中心。主要任务是承担国家及中国石化重大项目的科技攻关和牵头组织工作、油气勘探开发基础理论及应用技术研究与集成。承担中国石化国内外油气地质基础研究、油气资源评价、勘探选区评价、中长期发展规划编制、年度部署及相关工作；参与股份公司重大油气勘探开发科研项目和重大生产经营项目的设计审查、技术经济论证等工作。承担国内重点地区油气增储上产技术支撑、海外新项目评价、海外重点项目技术支持等工作。负责中国石化地质资料汇交上交管理与利用服务，开展地质资料综合研究，对上游单位提供资料管理业务指导和技术培训。

石油勘探开发研究院拥有页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，国家能源页岩油研发中心，中国石化油气成藏实验室、多波地震技术实验室、海相油气藏开发实验室、页岩油气勘探开发实验室等4个中国石化重点实验室，提高采收率实验室、储层改造与保护实验室、构造与沉积-储层实验室等3个院级实验室，拥有一批具有国际先进水平的实验仪器设备，是《石油与天然气地质》、《石油实验地质》等科技期刊的编辑、出版单位。

截至2015年底，石油勘探开发研究院拥有中国科学院院士1名、中国工程院院士1名、国家“973”首席科学家3名、集团公司首席专家1名、集团公司高级专家11名、院首席专家4名、教授及教授级高工84名、高工561名。

石油勘探开发研究院已具有面向国内外开展油气勘探开发研究和技术服务的能力、人才优势与设备条件，已与国内外数家石油公司及油田企业建立了良好的业务合作关系，与国内外多所科研机构和高校开展了学术交流和科研合作。

石油勘探开发研究院将继续秉承“诚信、协作、创新、执行”的文化理念和求真务实的工作作风，坚持创新驱动，坚持贴近生产，坚持深化改革，坚持精细管理，努力为国家能源安全和中国石化可持续发展做出更大的贡献。​​​

2003年，石勘院2003年提出围绕建设创新型一流研究院的发展目标开展核心与特色技术研发，经历了筹划、起步、攻关调整三个阶段的论证和筛选，最终形成了海相层系油气成藏理论与资源评价技术、复杂碳酸盐岩油藏开发技术、特殊天然气藏开发技术、低渗透油藏提高采收率技术、页岩油气勘探开发技术五项核心技术和油气勘探开发科学决策系统、油气地球化学技术、勘探开发应用信息技术、海外项目快速评价技术、特殊储层预测技术、多波多分量地震技术、高精度地震成像技术、储层改造与保护技术等八项特色技术系列。

特别是进入“十二五”以来，广大科研人员辛勤钻研，刻苦攻关，无论是理论、技术，还是现场试验、应用，都得到了突飞猛进的发展，石勘院创新体系已正式迈入了发展的快车道。部分核心特色技术成果已经应用到油气开发中（如清洁压裂液、盖-源论）取得丰硕成果，得到集团公司和油田企业的赞誉，石勘院行业竞争力大幅度提高，有效支撑了油气上产。

2000-2015年，石勘院承担国家“973”计划项目5项，国家重大专项7项，国家“863”计划项目课题7项，自然基金项目24项；国土资源部项目12项，其他部委项目22项；承担中国石化科技部攻关项目454项，参加“十条龙”重大科技攻关项目2项，取得了一批具有国际领先水平的成果，彰显了石勘院基础研究的技术实力。

石勘院累计申请专利624件，其中发明专利566件，占比90.7%；获得授权专利174件，其中发明专利129件，占比74.1%。拥有单体包裹体成分分析仪、页岩含气量测定仪等自主研发仪器设备，并研发了具有自主知识产权的油气勘探目标评价与优选系统等软件。