Đối với lĩnh vực chế biến dầu khí, VPI tập trung vào vật liệu nanocarbon và composite sợi carbon, vật liệu CNTs và graphene; xây dựng bản sao số nhà máy, ứng dụng AI/HPC trong mô phỏng – tối ưu, các mô hình mô phỏng tiên tiến và vật liệu lõi,... Đối với lĩnh vực năng lượng mới, VPI đang nghiên cứu phát triển bản sao số nhà máy điện; nghiên cứu pin hạt nhân và pin lưu trữ nhiệt; đồng thời thúc đẩy các sản phẩm, giải pháp liên quan đến hydrogen xanh (GH2), ammonia xanh (GNH3), thu giữ – sử dụng – lưu trữ carbon (CCUS) và nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) qua đó làm chủ các công nghệ năng lượng mới, xây dựng mô phỏng GEANT4/COMSOL cho pin betavoltaic Ni‑63, phát triển hệ thống cơ sở dữ liệu và các mô hình/hệ pilot sản xuất SAF, cung cấp cơ sở ra quyết định hiệu quả cho định hướng năng lượng hướng tới Net Zero, đồng thời nâng cao hiệu quả và giảm chi phí vận hành. VPI cũng đặt mục tiêu thiết kế và chế tạo mini‑ROV khảo sát ngầm điều khiển từ xa, làm chủ các cấu phần phần cứng, phần mềm và thuật toán điều khiển và tạo nền tảng cho công nghệ biển và năng lượng trong tương lai.