A área de pesquisa é o carro-chefe das atividades do Centro de Estudos de Petróleo - CEPETRO. O Centro reúne pesquisadores especialistas em petróleo e gás, que se encontram envolvidos em inúmeros projetos de pesquisa frutos de convênio com o setor público e privado. Conta também com grupos de pesquisa que se dedicam ao intercâmbio de conhecimento e possuem uma intensa produção acadêmica. Além disso, o Centro dispõe de uma robusta infraestrutura laboratorial, com equipamentos avançados e equipe altamente qualificada.

 Os laboratórios encontram-se instalados em suas dependências ou em outros institutos e faculdades da Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, associados ao Centro por meio de parceria no desenvolvimento de pesquisas.