연구소는 연구개발팀, 기술연수팀 등 2개 팀으로 구성되며 연구개발팀은 안전기술 개발, 공급기술 및 계량계측 기술개발, 가스이용기술 개발 및 안전 분야 기획을 담당하고 있다. 기술연수팀은 연수기획 및 교육훈련 업무를 수행하고 있다. 특히 기술연수팀은 전문연구 인력 양성을 위해 전임교수제를 운영하고 있다.
연구소의 주요 연구 분야는 Co-gen 시스템 및 연료전지 분야를 비롯해 CNG, 계량계측, 방재진단, 시공기술 및 안전·공급 기술 분야 등이다.
주요 연구 실적으로는 전사적으로 적용한 매설배관 위험진단시스템, 인천지역에서 시범 운영 중인 방식관리시스템, 인천 지구정압기 5개소에서 시범 운영 중인 정압기 공급관리시스템, 가스퍼지장비 개발 등이 대표적이다.
특히 삼천리는 지식경영의 일환으로 2001년 6월부터 임직원이 자율적으로 업무 분야별 학습조직을 결성, 현재 20여개가 활동 중이며 연구개발 붐을 조성하고 있다. 학습조직 ‘선구자’가 ‘에어백을 이용한 가스배관 차단장치’를 개발해 산업재산권을 취득한 게 대표적 예다.