準噶爾盆地吉木薩爾頁巖油是新疆油田近年來發現的10億噸級大油田之一。頁巖油是非常規油氣資源，具有低滲透、流動性差的特點，是最難開采的油之一。早在上世紀末，新疆油田就已在吉木薩爾進行頁巖油開采實驗，經過10余年不懈探索，歷經“探索發現、先導試驗、提速突破、規模試驗、效益開發試驗”五個階段，2012年首口水平井——吉172-H體積壓裂獲日產69.5噸高產油流，標志著吉木薩爾陸相頁巖油勘探取得重大突破。2022年，新疆油田創新互層型頁巖油地質認識和管理方式，吉木薩爾頁巖油全面進入規模效益上產階段，年產量達到50.9萬噸。通過多年持續不斷的科技攻關，新疆油田已掌握陸相頁巖油勘探開發的四項核心技術。同時，通過智能化建設，油田管理也變得更簡單，作業區監控大屏可遠程調取所有油井和聯合處理站實時生產畫面，實現場站無人巡檢、無人值守。2025年將建成國家級陸相頁巖油示范區。

同時，新疆油田積極貫徹和落實中石油“清潔替代、戰略接替、綠色轉型”三步走戰略部署，制定了千萬噸級CCUS/CCS遠景規劃，計劃用3個五年時間實現準噶爾盆地1000萬噸/年驅油、1000萬噸/年咸水層埋存及盆地二氧化碳管輸環網建設的目標，構建準噶爾盆地清潔低碳安全高效的能源體系，破解產業轉型升級和能源保障、經濟發展與生態環境建設之間的矛盾。目前準噶爾盆地適宜開展CCUS的已開發油藏地質儲量超過10億噸，可新增可采儲量約2億噸，可埋存近4億噸二氧化碳，同時具備5億噸以上的二氧化碳咸水層埋存潛力。2019年，新疆油田準噶爾盆地CCUS項目被油氣行業氣候倡議組織(OGCI)推選為全球首批5個CCUS產業促進中心之一(國內唯一一個)。

另外，新疆油田對中國油氣勘探開發十大成果中的“原油產量時隔六年重返兩億噸”“天然氣連續六年超百億立方米增產”亦有貢獻。2022年，新疆油田累計生產原油1442萬噸、天然氣38.4億方，分別超計劃33萬噸、4.2億方，油氣產量當量達到1748萬噸，同比增長100萬噸，連續4年實現百萬級增長。