中國中化以“創新三角”為內核，緊密結合行業和產業發展階段的創新特點，形成開放（Open）、多元（Multiple）、產業化（Industrial）的OMI科技創新體系建設方案，加強頂層設計，重塑科技創新體系，著力增強自主創新能力，推動公司產業轉型和發展動能轉換。
公司聚焦重點業務領域研發方向，統籌科技創新資源，成立中國中化中央研究院，將創新主體分別歸入“共性與前沿技術平臺”和“企業研發平臺”，設置21個專業研究中心，在生命科學、材料科學、環境科學、石油化工等領域對科技規劃、年度科研計劃、研發立項、科技領軍人才等重點事項實施矩陣式管理，形成分工明確、層次分明的創新主體架構，提升科技創新效率。
公司以15條重點產業鏈需求為落腳點，產業導向和使命擔當雙輪驅動科技創新活動高質量發展，圍繞產業鏈部署創新鏈，圍繞創新鏈布局產業鏈，集中力量加強科技攻關，打造內部研產銷協同、外部產學研合作的產業化創新體系，實現多元化創新發展。 中國中化持續加強自身科技創新能力建設，目前擁有39個國家級研發平臺和156個海外研發中心。
2000年以來，公司及所屬企業累計獲得國家技術發明獎8項、國家科技進步獎23項、中國工業大獎1項，累計擁有有效授權專利超2.9萬件，累計獲得由世界知識產權組織和中國國家知識產權局聯合頒發的中國專利金獎1項、銀獎1項、優秀獎58項，并擁有國家知識產權局認定的國家知識產權示范企業4家。
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在持續加強自身科技創新能力建設的同時，中國中化通過開展行業合作、參與政府項目、與國內外數十所頂尖大學和學術研究機構深化“產學研”融合，合力推動新技術研究、新產品開發、新應用拓展和新業態培育，著力打造公司開放式創新新生態。
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