截至2025年5月，国家电投集团火电装机超8427万千瓦，其中，煤电7304万千瓦，燃气发电926万千瓦，生物质发电197万千瓦。主要分布在我国东北、华北、华东、华中、南方和西北六大区域22个省(市、区)以及土耳其、巴基斯坦等国家。

拥有一批先进机组代表。上海电力田集电厂一期项目荣获鲁班奖及改革开放35年百项经典暨精品工程;中国电力平圩电厂是世界上首个同时拥有“单机容量百万千瓦、厂内主变电压百万等级、外送线路百万特高压”的“三百工程”;上海电力漕泾电厂是国家电投集团首个百万千瓦火电项目，获评国家优质工程金奖和国家优质工程奖创建30周年经典工程，污染物排放优于燃机排放标准;内蒙古霍林河循环经济示范工程是国家级示范项目，项目以资源高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、再循环”为原则，建成了“煤—新能源—电—铝”协同发展的循环经济产业集群。目前正规划建设滨海三期、漕泾二期等一批国内先进百万等级超超临界二次再热机组。

深入开展机组节能降耗工作，2024年在中电联组织的煤电机组能耗水平对标中，有36台机组获得AAA级及以上荣誉，创历年新高。大力推进“三改联动”，明确工作目标和任务要求，累计完成180余台机组改造，助力火电节能降碳及新型电力系统建设;大力推进工控系统自主可控，顺利完成纳雍电厂1号、坑口电厂1号、景德镇电厂1号机组等集团自主可控DCS首批项目试点;积极开展碳排放控制，监督落实生产建设碳排放，超前布局低碳创新，鼓励所属企业探索碳捕集、利用与封存技术的研发与应用，建成全国首套10万吨级燃机低浓度烟气碳捕集装置;坚决打好能源保供攻坚战，做到保供机组应开尽开、能开尽开、满发多发，供热面积5.36亿平方米，为1460万人送去温暖。

积极推动共建“一带一路”走深走实，境外火电权益装机375.4万千瓦。巴基斯坦中电胡布燃煤发电项目截至2024年底累计发电超过239.59亿千瓦时，极大缓解了巴基斯坦能源短缺现状，对于持续促进巴基斯坦当地经济社会发展具有重要意义，2023年获“中巴经济走廊”杰出贡献奖。2023年2月，土耳其发生7.7级和7.6级两次强震，集团胡努特鲁电站厂房及设备完好无损、稳定运行，成为当地唯一没有间断运行的发电厂，为灾区电力供应提供了有力保障。