太阳能热利用技术研究部自20世纪七十年代开始从事太阳能热发电、中低温利用等方面的研究，已取得诸多研究成果：建成了10kW碟式聚光器（1985）、 10m长槽式集热器（1996年）、1kW碟式斯特林发电装置（2005年）、首套塔式太阳能热发电站仿真机（2010年）、太阳能热发电第一部国家标准《聚光型太阳能热发电术语》的第一起草单位（2010年）、首套热功率10W的二次反射式太阳炉（2011年）、首座发电功率1MW的塔式电站（2012）、 发电功率1MW槽式电站（2017年），承担完成了唯一一项太阳能热发电领域973计划项目，研究部于2007年创办了亚洲最大的太阳能热发电盛会-“太阳能热发电技术三亚国际论坛”，并于2015年升级为中国太阳能热发电大会，截止2019年已连续举办12届。
研究部出色的研究成果获得了国际同行的高度认可，使电工所成为国际能源署太阳能热发电和热化学组织（SolarPACES）中方代表单位， 并在2014年承办了Solar PACES会议。2014年获中法建交五十周年中法科技合作优秀团队奖。为欧盟第七框架计划中的太阳能热发电项目（STAGE-STE）接纳的亚洲唯一项目成员单位。2009年创立国家太阳能热发电产业技术创新战略联盟，2014年牵头制定的2022冬季奥运会零碳智慧能源城镇规划，被国家主管部门采纳作为奥运规划发布。研究部于2012年获批成立北京市太阳能热发电工程技术研究中心。
研究部在北京市延庆县拥有全球一流的全方位学科实验平台：
2012年，建成我国首座MW级塔式太阳能热发电实验示范电站；
2017年，建成国内首座槽式太阳能热发电站；
2017年，建立我国首个大型太阳能水体跨季节储热项目，并于2018年投入建筑供热运行；2018年，建成全球首个太阳能热电联供系统，并可与生物质燃料耦合供热；
2019年，建成两个500m3太阳能跨季节储热水体和配套的充热设施及全套的数采和分析系统；建成了30kW热功率的线聚焦二次反射式太阳炉系统，研制了10kW热功率的双轴跟踪槽式空气集热器，建成了电功率114kW的室内太阳能模拟器；
2019年承担国家重点研发计划《超临界二氧化碳太阳能热发电基础问题研究》项目。
根据产业发展和科研需求，基地还已建成风洞装备气动力学测试平台、光学测试平台、储热/传热材料与系统性能测试平台、材料抗老化性测试平台、槽式集热器及真空管系统能稳态热性能测试平台、中低温集热器热性能测试平台、反射面精度测试台、定日镜跟踪准确度测试仪、槽式反射镜精度在线测量仪等，可提供太阳能热发电与热利用基础研究和装备测试实验平台等集太阳能热发电科学技术研究与科普教育为一体的研究基地。
研究部鼓励并支持中青年科研人员积极申请各类科技项目，担当重要课题项目负责人，提高科研水平。鼓励科研人员及学生去企业学习，为大家创造出国深造的机会，接触世界前沿科技和市场。研究部目前已形成以工程热物理学科为核心，包括光学、电气工程与自动化，机械、结构工艺、材料、发电等多学科综合团队。
