重质油国家重点实验室是我国目前唯一以重质油为主要研究对象的国家重点实验室。1989年立项建设，1995年通过国家验收，正式对外开放。实验室分设于中国石油大学(北京)和中国石油大学(华东)两个校区，依托于化学工程与技术一级学科。在重质油化学、重质油转化利用催化剂、重质油转化利用工艺与工程等方向逐渐建成了相对稳定的研究团队。实验室高度重视人才队伍建设，在对外引进优秀人才的同时，通过对外开展合作交流，加强现有人员的培养和深造。目前拥有2个教育部创新团队，培养出国家杰出青年基金获得者4人，教育部新（跨）世纪优秀人才14人。
实验室现有使用面积 12000平方米，建成了分析测试中心、计算化学工程中心、材料研究中心等科研公共平台，一个中试基地和一个石油炼制试验厂，拥有开展重质油化学与加工应用基础研究的各种现代仪器设备，具备承担国家重大科学研究项目的基础能力。
实验室拥有大型仪器设备40台套，配置有磁场强度为9.4T的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪等通用分析仪器，同时还自行研制了超临界萃取分离装置等大型设备。工程中试基地目前已建成各种类型中试装置近20套，为实验室科研成果的快速转化提供了重要条件保障。石油炼制试验厂占地面积30多万平方米，原油年加工能力100万吨，是实验室重要的科研成果工业放大和示范基地。
实验室公共研究平台全面对外开放，设置开放课题，建立访问学者制度，吸引国内外优秀人才来室开展前沿性基础研究工作。每年派出多批研究人员到国外讲学、进修、参加学术会议，同时邀请国外专家、学者来实验室讲学、访问，多次举办重油加工与利用相关领域国际学术会议。
实验室注重与国内外研究机构开展合作和交流，目前承担了国家科技部中加实验室合作研究、教育部“重质油化学与开发技术创新引智基地”等国际合作项目，实验室与加拿大Syncrude研究中心、英属哥伦比亚大学等国际知名研究机构和学校建立了长期稳定的合作与交流关系。与加拿大卡尔加里大学合作成立了联合重油技术研究中心。