原油勘探、开发、开采、炼油和精细化工的技术，以及与其对应的各种产业、生活方式、市场及其交易游戏，给石油企业带来巨额利润，给人们生产生活带来便捷同时，也创造出了更加严重的环境灾害，排放出了更多的温室气体，使地球环境状况积聚恶化。正是看到了石油的使用对环境造成的损害，世界众多著名的国际能源公司积极投身于节能、降耗、温室气体减排的项目中，试图从保护人类共同家园的项目中谋求新的盈利机会和再造公司的价值。
埃克森美孚公司为了减少全球气候治理可能带来的风险，除了履行公司自身现有的减排任务外，还积极开发新能源，并取得了一系列显著的成果。比如，在提高运输领域的能效和降低排放方面，其下属的化工公司研制了电池隔膜技术。该技术可显著提高锂离子电池的功率、容量、稳定性及安全系数，这些优异的性能又使电池型号更小、功率更强，并能应用到新一代更低排放的汽车上，因此获得了美国能源部颁发的行业领先技术创新大奖。
进入2009年，该公司又投入3亿美元用于生物燃料水藻产油项目的研发。由于水藻单位产油效率是棕榈树的3倍、甘蔗的4.4倍、玉米的8倍，同时还可以使用发电厂产生的废气二氧化碳为主要原材料生产更多的水藻。所以，项目极具少投入多产出的集成效应。因此，也使该公司始终处于技术先行者的地位。
雪佛龙公司在2006年5月与休斯顿的Galveston Bay生物柴油公司合作，在德克萨斯州投资建设了一座生物柴油装置，初期年产2000万加仑，最终产能将达到年产1亿加仑，成为了美国最大的生物柴油装置之一。
同年10月，雪佛龙又与美国能源部可再生能源实验室签署了一份为期五年的协议，将在利用农林废弃物生产乙醇方面展开合作。该公司在2008年可持续发展的报告中称，在提高能效计划方面和投资低污染产品方面均取得了进展，2008年减少温室气体排放80万吨二氧化碳当量，1992年起提高了全球作业的能效28%。同时，该公司还在积极探索和推广二氧化碳捕捉和封存技术(CCS)。
在氢燃料电池汽车方面，雪佛龙公司与美国奇诺现代-起亚美国技术中心建立并使用了一座加氢站。2009年上半年，该公司在美国墨西哥湾中部的Walker Ridge地区和Green Canyon地区发现了厚度达到50至100英尺的含天然气水合物的砂岩储集层，并在加紧进行基础科学的研究。
壳牌公司正尝试用一种环保的方法采出油页岩中大量潜在的储量。在科罗拉多州用电热器加热岩层，释放轻质原油和天然气；其煤炭气化技术为煤炭利用提供了更有效、更清洁和更灵活的方法，最终产生的合成气能够成为联合循环发电厂的有效燃料。采用与液化气同样的技术，还能生产高质量的液体燃料。
在非传统能源方面，壳牌公司1990年以来已经投入了数十亿美元。2005年其氢气公司与通用汽车公司合作，在华盛顿投用了第一个充氢站，为进军氢燃料电池汽车领域抢占了先机。2009年6月在加拿大渥太华壳牌加油站就可购买到以小麦秸秆为原料生产的纤维素乙醇与常规汽油调和后的生物燃料。壳牌公司在2009年年度战略报告中称，将投资开发新一代非粮生物燃料，以减少对环境的污染。同时，致力于开发其他方式来减少矿石燃料的污染，特别是温室气体的捕捉和埋存(CCS的)技术。
在公司核心竞争力整合方面，2008年12月壳牌全球解决方案国际公司收购了专门提供治理空气污染技术的CANSOLV公司100%股权，一举拥有了控制二氧化硫及其它污染物的技术、和二氧化碳捕集技术，在温室气体减排上也具有了核心竞争力。由于CANSOLV公司在加拿大蒙特利尔和中国深圳都设有分公司，因此，收购获得了技术、人才、市场三赢的局面。
BP公司是世界上最早开始探索二氧化碳捕获与地质封存技术(CCS)商业化途径的公司之一。
BP与劳伦斯伯克利国家实验室以及加利福尼亚伯克利等大学合作成立能源生物科学研究院，共同研究能源生物科技项目，投资总额达到5亿美元。
在风能方面，BP与Clipper风能公司达成了一项为期5年的涡轮供应与合作开发风能协议。双方将在美国的纽约、德克萨斯州和南达科塔州共同开发五个风能项目，预计总装机容量达2015兆瓦。
在拓展新能源市场源方面，BP公司2008年收购了巴西Tropical Bioenergia甘蔗乙醇厂50%的股份，2009年再投资10亿美元，用于扩张乙醇产能。2009年8月BP公司与美国Martek生物科学公司将在未来数年内共同生产以糖为原料的生物燃料--糖转化柴油技术。
2009年年初在法国南部拉克城改成全世界第一家配备碳捕获和封存技术(CCS)的发电厂，每年将有6万吨二氧化碳被运送和存储到其附近的一座被废弃天然气田中，对于二氧化碳的捕存，道达尔公司真正开始了商业化的运行。
