怀柔实验室是能源领域新型科研机构，是国家战略科技力量的重要组成部分，主要面向国家清洁低碳安全高效能源体系构建和"碳达峰、碳中和"战略需求，开展能源科学领域战略性、前瞻性、基础性重大科学问题和关键核心技术研究。主体位于北京市怀柔科学城和昌平未来科学城。实验室围绕可再生能源、氢能与储能、先进能源系统、化石能源清洁利用、能源数字化、器件与芯片、能源材料、数学与基础科学等方向开展攻关，创新目标导向、开放协同的新型科研机制，实现对能源领域科技创新资源的高效协同，加速关键技术的创新突破和重大科研成果的转化应用。