1988年石油工业部改制为中国石油天然气总公司，当时拥有大庆、胜利、辽河、吉林、大港、冀东、华北、中原、河南、长庆、玉门、青海、新疆、塔里木、吐哈、四川、江苏、江汉、滇黔桂等油气田和兰州炼油厂等一批石油石化企业，承担着中国主要油气生产和部分炼油化工生产。
1998年石油工业重新组合，成立中国石油天然气集团公司与中国石油化工集团公司两大石油企业，集上、下游工业为一体的有竞争能力的国企公司。重组后，中国石油天然气集团公司拥有大庆、吉林、辽河、大港、冀东、华北、长庆、玉门、青海、新疆、塔里木、吐哈、四川等13个油气生产企业和大庆石化、兰炼、兰化、独山子石化等一批石油炼化企业，以及中国北方的石油销售企业。
2000年，中国石油天然气集团公司进行内部重组，将核心企业（包括石油勘探开发、炼油化工、储运销售和科研机构）与非核心业务分开，对核心业务进行公司化改造，组建中国石油天然气股份有限公司，于2000年4月分别在纽约和香港挂牌上市。2010年，中国石油天然气股份公司荣登福布斯世界500强企业之首。
中国石油天然气集团公司拥有的石油天然气储量居全国首位。2009年产油1.02亿吨，占全国年产量的54%，年产气682亿立方米，占全国年产气量的80%。
中国石油天然气集团公司在苏丹、哈萨克斯坦、委内瑞拉、加拿大等20个国家拥有勘探开采油气的权益。在苏丹南部穆格莱德盆地1/2/4区块，中国石油与苏丹合作，建成了年产原油1000万吨的能力，建成了年加工250万吨的炼油厂。使苏丹从石油进口国变为石油出口国。在哈萨克斯坦，中国石油收购了阿克纠宾油气公司和哈萨克斯坦PK石油公司，拥有14个油田的股份及年加工600万吨的炼油厂，成为中哈原油输送管道稳定可靠的油源。2006年7月29日，来自哈萨斯坦的原油通过3000公里长的输油管道，从里海东岸到达新疆独山子石化总厂，哈萨克斯坦对华正式供油，年输油量1000万吨。
2009年12月1日投产的中国——乌兹别克输气管道投产，中亚地区的天然气正式对华供气，至2010年1月20日，中——乌管道总输气量已达2亿立方米。日输气量600万立方米，中亚天然气开始进入陕京输气管道，北京使用的天然气10%来自中亚地区。（石油知识）