中石化下属的二级单位可以分为勘探、炼制、销售三大板块。勘探企业包括：胜利油田分公司、中原油田分公司、河南油田分公司、江苏油田分公司、江汉油田分公司、西北油田分公司、西南油气分公司、华北分公司、东北分公司、华东分公司、上海海洋油气分公司等多个油气生产企业。
炼油企业中，年加工能力500万吨以上的企业共17家，其中，1000万吨以上的企业8家，分别是 镇海炼化分公司、茂名分公司、金陵分公司、齐鲁分公司、高桥分公司、广州分公司、上海石化公司、燕山分公司。中国石化成品油销售网络主要由五大部分构成。
一是中国石化的全资子公司——中国石化销售有限公司及在主要市场内的下属4个大区分公司。此外，中石化还有若干海外勘探、开发、炼制企业。
