鄂尔多斯实验室是鄂尔多斯市政府主导成立的以现代能源和煤化工为主要研发方向的新型研发机构，重点围绕煤炭清洁高效利用、绿色低碳、 现代煤化工、新能源、能源产业数字化智能化等领域开展科技创新，以打造国家重大科创平台为目标，建成国际国内具有影响力科技创新高地。2023年8月6日被内蒙古自治区政府批准成为内蒙古实验室。

为高起点、高标准、高质量建设鄂尔多斯实验室，打造煤化工和新能源领域战略科技力量，鄂尔多斯市政府与清华大学签署战略技术创新合作协议，借助清华大学科研、人才、技术等优势创新资源，支持鄂尔多斯实验室开展团队组建、课题设置和重大技术攻关与成果转移转化。

鄂尔多斯实验室重点围绕四大方向和一个中心搭建产学研合作平台，推进成果转化应用，其中四大方向包括：新型煤化工，以万吨级流化床煤基合成气制芳烃工业示范为标志，打造内蒙古现代煤化工的新名片；绿色能源，以面向可再生风光与CO2合成绿色航煤为抓手，提出双碳目标下可盈利新工业过程；工业热储能，以打通可再生能源间歇波动特征与工业过程连续稳定要求之间矛盾为目标，提出绿色低成本长时储能新方案；新材料宏量制备，以流化床粉体相结构调控与传递增强为基础，实现碳基/硅基高附加值新材料的流化床宏量制备；一个中心以高时空分辨扫描透射电子显微技术为亮点，形成服务四大方向的高端检测中心。

鄂尔多斯实验室体制机制灵活，实行以理事会为核心的法人治理结构，按照理事会领导下的主任负责制运行。实验室经费来源以鄂尔多斯市财政资助为主，为实验室提供充足的建设、科研、办公运行等经费和场地保障。实验室坚持开放协同合作的理念，聘请国内顶尖大学领军人才担任实验室主任，采取“1+N”建设模式，跨机构、跨地域联合国内外优势高校、科研院所、行业龙头企业，形成实验室主体强、优质高端创新资源协同创新的格局。