新星公司前身为原地矿部石油地质海洋地质局。自上世纪五十年代以来,曾先后在中国陆地及海洋76个盆地进行了系统的油气普查工作,在其中的35个盆地发现了工业油气流,取得了多次具有战略意义的重大突破,引领了中国石油工业以大庆油田的发现、珠江口盆地和东海陆架盆地的突破、新疆塔北沙参2井打出高产工业油气流为标志的三次重要战略性转折,为发展我国石油工业做出了巨大贡献。
1996年12月7日,国务院以原地质矿产部石油地质海洋地质局及其所属石油系统的普查勘探、科研队伍为基础,成立了中国新星石油有限责任公司,拥有西北、西南、东海、东北、华东、鄂尔多斯等油气勘探开发基地,发现并建设了多个大油田。
2000年2月29日,中共中央和国务院进一步深化我国石油工业体制改革,中国新星公司整体并入中国石油化工集团公司,并更名为中国石化集团新星石油有限责任公司。
2000年,新星公司将7科研单位重组,成立上游规划院,并划入石化集团直属管理。
2001年8月,新星公司重组为新星公司和新星油气分公司,油气分公司通过购并进入石化股份。
2002年,新星成品油销售分公司划归石化股份总部直接管理,并重组为三个地区销售分公司。
2002年,新星公司的上海石油局及上海油气分公司划归集团公司总部管理。
2003年6月,新星公司管理的6个地区局划归集团公司总部管理。
2003年6月,新星油气分公司解体,6个地区分公司划归石化股份总部直接管理。
2003年6月,新星公司总部划出部分人员重新组成中石化国际勘探开发公司及国际石油工程公司。
2003年12月,集团公司将西安石化总厂通过购并进入石化股份。
2005年12月,新星公司整体进入集团资产公司。
2008年1月,所属泰州石化总厂通过购并进入石化股份。
2009年4月,新星公司重新进入上游板块,归属集团公司直接管理。
2013年2月,新星公司被中国石化集团公司党组定位为中国石油化工集团公司以地热开发利用为主的清洁能源专业公司。公司注册资本13亿元。
2015年2月,中国石化集团公司党组进一步将新星公司定位为新能源专业公司。
主营业务包括地热等新能源开发、海外工程服务、矿业开发等,国内业务分布在北京、广东、陕西、河北、山东、辽宁、河南、安徽、黑龙江、四川、吉林、山西等省,国际业务分布埃及、尼日利亚、埃塞俄比亚、安哥拉、喀麦隆、乍得等十几个国家。