據新疆科技部門介紹，天山實驗室將依托新疆豐富的煤炭資源和區位優勢，重點研究煤炭安全智能開采、清潔高效加工與利用、煤礦區水資源保護與生態修復、煤炭與可再生能源融合以及煤層氣資源勘探與開發等關鍵領域。

中國工程院院士彭蘇萍表示，他們的目標是將天山實驗室建設成為具有國際影響力的煤炭科學技術平臺，并盡快解決制約新疆煤炭產業鏈發展的關鍵技術難題，推動產業向規模大、安全可靠、智能化、高效能、綠色環保方向發展。比如，推進1000萬噸井工煤礦安全智能開采成套技術與裝備研發與示范，開展5000萬噸超大型露天煤礦生產成套技術與裝備攻關與示范；探索適合新疆煤質特性的煤制氣、煤制油和煤制化學品的關鍵技術與裝備及其工程化應用等。

目前，天山實驗室已得到來自新疆大學、新疆工程學院和昌吉學院3所高校的支持，國內多家大型企業也渴望參與實驗室的建設。