在神华集团，几乎人人都知道“支撑神华持续发展、引领行业科技进步、提升国家科技实力、领先全球煤炭科技”的企业战略愿景。这些年神华集团快速发展所取得的业绩和成果，也大部分基于企业坚持依靠走自主科技创新的发展道路。科技创新是企业发展的“引擎”。神华集团秉持高碳产业低碳发展、科技创造绿色能源的发展理念，率先成为自主创新的主体。“十一五”期间，神华集团围绕煤电油运产业科学发展和转变经济发展方式，开展了一系列关键技术攻关和重点技术创新示范工程建设，取得了一大批高水平的创新成果。
――安全高效矿井建设技术。建成世界首个千万吨级矿井群，建成世界最大采高千万吨级综采工作面，建成我国惟一采用吊斗铲工艺的现代化特大型露天煤矿，创造了矿井建井速度、井工矿生产能力等多项世界第一，煤炭开采安全性和效率居于国际先进水平。
――神华矿区资源与环境协调开发技术。致力于提高资源回收率、水资源复用率和环境保护技术水平，开发了适合浅埋深厚煤层和特厚煤层的煤炭开采与水资源协调保护技术、煤炭开采与生态环境协调保护技术，在确保集团原煤产量大幅度增加的同时，全员工效由12.1吨／工提高到21.56吨／工，煤炭回采率由71.9％提高到83％，创造直接经济效益上百亿元。神东矿区矿井水复用率达60％以上，植被覆盖率由开发之初的3％～11％高到60％以上。
――煤炭采掘装备国产化技术。神华作为国内煤炭采掘关键设备的市场需求主体，积极组织实施国产化研发，牵头制定液压支架本土化实施规划、技术方案和主要技术参数，实现采高2.4米至7米一系列高端液压支架国产化，打破国外生产厂商近30年的垄断，降低了我国煤炭企业的设备采购成本，极大地提高了我国煤机装备制造业的整体研发、设计和制造水平。同时，神华突破机制难题，以研制代替采购的方式解决了重大装备研制的“首台业绩”难题。2006年至今，神华累计推广应用国产化液压支架近50套，节约采购资金超过100亿元。
――煤炭伴生资源开发技术。秉承科学发展理念，积极开发煤炭伴生资源。针对准格尔煤田富含氧化铝和镓，且储量巨大的资源现实，成功研发“一步酸溶法”制备氧化铝和镓的成套工艺技术。目前，年产4000吨氧化铝的中试装置已建成并试车成功，正在建设年产100万吨氧化铝的工业化示范厂。该技术的研发成功，将解决我国铝土矿资源短缺的难题，使镓这一战略资源得以开发利用。
――神华煤电厂锅炉高效安全燃烧技术。组织实施多项火电厂安全、高效、洁净燃用方面的课题，通过持续的技术攻关，彻底解决了困扰我国储量约6000亿吨侏罗纪煤燃烧易结渣的技术难题，获直接经济效益200多亿元，形成31项具有自主知识产权的专利技术，缔造了神华煤“安全煤、绿色煤、经济煤”的优质品牌。
――万吨级低温多效海水淡化技术。率先在国内开展低温多效海水淡化技术研究，获专利28项，形成了具有自主知识产权的海水淡化设计和制造技术，建成了万吨级低温多效海水淡化示范工程，打破了该技术由国外垄断的局面。生产成本经测算具有水资源开发利用的成本优势，将掀起水资源革命，成为解决我国水资源紧缺的重要战略举措。
――百万吨级煤直接液化关键技术。为保障国家能源安全，神华集团在煤直接液化方面开展科技攻关和创新实践。神华煤直接液化示范工程产出合格油品，标志着我国成为世界上首个掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家。神华集团研发的“神华煤直接液化工艺”等核心技术，申请和获得专利100余项，其核心工艺获得了美国、俄罗斯、日本等八国发明授权。2011年该项目实现利税近9亿元。
――煤制烯烃技术。神华包头煤制烯烃项目是世界首套以煤为原料，生产聚烯烃的特大煤化工项目。神华集团以集成创新模式，实现了技术和装备的产业化、工程化、规模化和本地化。煤制烯烃项目的成功，标志着我国具有自主知识产权的DMTO甲醇制低碳烯烃技术实现了工业化应用，开创了煤基能源化工产业新途径，奠定了我国在世界煤制烯烃工业化产业中的国际领先地位。2011年该项目利润达10亿元。
――朔黄重载铁路建设与运营技术。针对朔黄铁路穿越密集采空区、盐渍土地区等一系列技术难题，研究开发重载铁路勘察设计、特殊土路基修建等一系列重大成果，突破了我国重载铁路建设和运营方面的核心技术难题，为朔黄铁路的高效安全运行创造了条件，创造直接经济效益108亿元。该技术成果正全面应用于朔黄铁路3.5亿吨扩能改造工程中，为神华铁路运能持续提升发挥了重要作用。
――黄骅港航道骤淤防治技术。解决了航道骤淤这一世界性问题，获授权专利11项。该项技术的成功不仅为神华创造了100多亿元的直接经济效益，而且为国内外今后在类似地质条件下建设大型港口开创了一条新路。