Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service de l'État, de l'économie et des citoyens. S'appuyant sur une recherche fondamentale d'excellence, il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux :
Trois grandes valeurs guident l’action du CEA et de ses équipes : curiosité, coopération et conscience des responsabilités.
Du haut de ses 80 années de recherches le CEA dispose de technologies et de plateformes de R&D technologiques d'intérêt pour les acteurs industriels français, notamment la plateforme microalgues sur le site de Cadarache, et la plateforme TeQPA en agroalimentaire sur Quimper.