該實驗室于2018年啟動籌建，主要圍繞國家能源發展戰略，著力解決碳基能源資源綜合利用的共性關鍵科學問題與技術瓶頸。在碳基能源資源化學基礎、碳基功能材料、碳基能源資源催化轉化三個方向，開展基礎理論研究、應用基礎研究與成果轉化，服務于新疆化工與新材料產業的發展。

國家重點實驗室是國家重要科研創新平臺，是國家重要的戰略科技力量。目前新疆維吾爾自治區國家級重點實驗室增至3家，分別為：荒漠與綠洲生態國家重點實驗室、省部共建中亞高發病成因與防治國家重點實驗室、省部共建碳基能源資源化學與利用國家重點實驗室。此外，自治區級重點實驗室已達到86家，區域特色基礎研究和應用基礎研究布局進一步優化，區域自主創新能力進一步提升。