茂名石化高度重视科技创新工作，积极组织开展科研攻关，积极承担总部科研课题，研发投入逐年增长。“十二五”期间，茂名石化公司共承担总部科技项目70项，其中总部“十条龙”攻关项目5项，公司自筹科技项目181项，实现以科技进步带动整体技术水平提升，以新产品、新工艺创新为企业创效。多年来，茂名石化不断追求技术领先优势，加强科研成果市场推广应用，提高重大生产装备水平，积极推广新技术应用，努力降本增效。同时加速技术成果转化，加大知识产权保护力度，重视科技人才培养，进一步提高了技术创新能力和核心竞争力，公司科技进步工作取得了显著成绩。公司先后承担完成了“200万吨/年渣油加氢处理成套技术开发”、“64万吨/年乙烯成套技术开发”、“30万吨/年聚丙烯成套技术开发”、“柴油超深度加氢脱硫（RTS）技术工业应用”、“低温包装用特种聚丙烯树脂开发”等中石化“十条龙”攻关项目，实现上述重大国产化成套技术的工业应用；承担了“64万吨乙烯装置用裂解气压缩机组研制”、“2000立方米低温乙烯球罐应用研究”、“Cr9Mo钢管研制”、“丁二烯气体螺杆压缩机国产化”等总部国产化攻关项目并成功应用。成为中石化科技创新的重要试验基地。自主开发了“炼厂干气和轻油混合制氢工艺”、“乙烯装置长周期运行技术”、“新油种调合高等级道路沥青技术”、“环保充油型苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）产业化技术”等多项实用技术，为企业科技创效做出了突出贡献。

新产品开发方面，公司按照“人无我有，人有我优，领跑国内，打入国际”的原则，强化“产学研销用”结合，着力开发推广生产高端产品，加强高端品牌建设，打造公司核心竞争力。“十二五”期间，公司成功开发48个化工新产品。其中，16个产品填补了国内空白，7个产品达到国际先进水平，共有10个产品成功打入13家知名跨国公司供应链。如，汽车油箱料HXM450M，通过了德国考泰斯公司苛刻的生产过程审核和认证，打破了少数跨国化工巨头对汽车油箱料市场的垄断，使公司成为国内第一家生产汽车油箱料的石化企业；大中空IBC桶专用料TR580M，获得全球包装行业领跑者、IBC发明商德国舒驰公司认可，成为该公司示范性标杆原材料，可完全替代同类进口产品。目前，该产品年销量超1万吨，成为公司又一个高附加值万吨级新产品。同时，公司还开发出5号工业白油、变压器油、特种导热油等高价值和绿色炼油小产品，成为了新的效益增长点。

截至2015年底，公司累计获得国家级科技奖18项（二等奖以上8项），中石化科技奖195项（其中一等奖21项，二等奖50项），其他省部级科技奖74项。“十二五”期间，公司累计获得各级科技奖42项，其中国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖3项，省部级科技进步二等奖8项，省部级科技进步三等奖12项，省部级技术发明三等奖1项，市级科技奖17项。

截至2015年底，公司累计申请中国专利188件，其中发明专利109件；累计获得专利授权124件，其中发明专利54件。“十二五”期间，累计申请中国专利137件，其中发明专利82件；累计获得专利授权76件，其中发明专利30件。“十二五”期间的专利申请量和授权量分别占公司专利申请总量和授权总量的72.9%和61.3%。