实验室的定位：立足国家主要能源煤炭的转化利用与环境保护重大需求，致力以煤为代表的化石能源和以生物质为代表的可再生能源的燃烧和转化过程、及其污染物生成和控制的应用基础研究，促进清洁高效低碳能源利用技术和装备的开发，服务国家经济、社会和环境的可持续发展。
实验室的研究目标：服务国家能源与环境的重大战略需求，面向国际燃烧学科前沿，以清洁、高效、低碳和安全的煤等固体燃料燃烧理论与技术为核心，在理论上做出原创性研究成果并引领国际煤燃烧科学发展前沿，在技术上解决行业关键和瓶颈问题并开发自主知识产权的技术和装备。将实验室建设成为国际上本领域的重要研究基地，具备持续的重要国际影响力，并成为原创成果的策源地和关键技术的孵化器、产学研用优秀人才聚集和培养的高地、深层次高水平国际合作的窗口。
煤燃烧国家重点实验室以高效、清洁、低碳、安全的燃料燃烧和能源利用的理论和技术为核心，主要研究方向包括：燃料特性与湍流反应流体力学；能源利用中的污染物生成机理与防治；热能转换与先进利用；热力设备与系统的诊断、优化与综合评价。
应用研究项目（2005-2017）
实验室在基础研究的同时，还大量开展工程应用过程中核心技术的研发。十多年来，与企业合作项目近500项，解决了燃煤过程预示、混煤清洁利用 、固废综合热处置等国民生产需求中的重大实际问题，很好的服务了我国新技术的研发及高端产业的发展。此外，同国外众多知名企业在炉内稳燃、清洁燃烧、新能源材料等领域进行了广泛的技术交流及合作。典型的代表性项目包括:
● 200MW富氧燃烧碳捕集基础理论及试验研究
● 600MW超临界机组锅炉燃煤拓宽适应性高效清洁燃烧的研究及优化调整技术开发
● 格子玻尔兹曼方法计算流体力学软件开发
● 燃烧器热态炉燃烧三维温度场可视化监测系统
● 大型加压煤气化炉激冷室冷却机构的研发
● 基于红外光谱测量原理的非接触式烟气流速传感器的研究开发
● 大容量锅炉炉内喷钙脱硫方案的现场试验与评估
● 燃煤电厂PM2.5排放清单算法及关键控制技术的研究
● 能源材料中微尺度界面与输运的基础研究
● 矿物转化与颗粒物的生成、控制的基础研究
● 基于化学链的新一代低碳能源利用基础研究
● 生物质高值化利用理论与工程示范
● 燃煤PM2.5和Hg的迁移转化机制和控制研究
● 中国西部煤的清洁高效燃烧研究
● 煤结构与反应性基础研究
● 微小型燃烧器的稳燃技术
● 生物质热解目标产物控制与多联产
● 跨尺度流动与传热的统一离散动理学方法及应用
● 煤结构与反应性
● 燃煤汞的排放控制机理与技术研发
● 燃煤PM2.5的排放和控制研究
● 低品质含碳固体燃料热能转换
● 温室气体CO2光催化还原利用研究
● 火焰中烟黑辐射特性及形貌诊断的新方法
● 能源-环境-经济耦合体系的多尺度核算评价、模拟优化与政策研究
