在此次中美首腦會晤期間，中美兩國在清潔能源領域開展了大規模合作，不僅表明兩國應對氣候變化的積極態度，更是為全球綠色經濟的發展乃至全球經濟復蘇做出的共同努力。也正基于此，中美清潔能源合作成為中美關系的一個重要利益交匯點，進而成為本次胡錦濤主席訪美的亮點。
中美簽署了13項協議，協議覆蓋核電、風電、太陽能、水電、智能電網、碳捕獲與封存等多個領域，能源合作的協議總額超過了200億美元，約占此次貿易簽約總額450億美元的一半。
其中，美國杜克能源與中國新奧集團簽署了在中國和美國建設綠色城市的技術開發協議。根據協議，杜克能源將與新奧集團在中國首個綜合能效生態城建設過程中交流協作，實現優勢互補；該示范項目建成后，杜克能源會將新奧集團分享到的技術與經驗應用到其美國業務范圍內的一個或多個城市中。根據協議，雙方將合作建設包括能源生產、能源儲運、能源應用、能源再生和能源匹配中心五個模塊的“未來能源技術平臺”。而為此次合作“背書”的是中國科技部和美國能源部，盡力為“未來能源技術示范平臺”合作項目提供包括財政激勵、稅收優惠、政府補貼、貸款優惠等在內的支持。
此外，美國GE公司與中國神華集團簽署合作協議成立合資企業，發展煤氣化工業。
還有，中國華能集團與美國電力公司簽署了能源合作協議。根據協議，雙方將開展燃煤電廠二氧化碳減排的合作研究，雙方同意采用華能集團公司自主研發的二氧化碳捕集技術，針對美國電力公司旗下一個60萬千瓦燃煤電廠進行年捕集150萬噸二氧化碳工程可行性研究，適時推進150萬噸／年的二氧化碳捕集示范工程。雙方還將開展關于提高燃煤電廠能效的合作，針對各自不同類型的燃煤機組進行對標研究，查找問題，提出節能降耗的具體措施，進一步降低各自燃煤機組的能耗。
華能是中國最大的發電集團，裝機規模為世界第二、亞洲第一，美國電力公司是全美最大的電力公司之一，兩家公司裝機結構中火電均占很大比重，都面臨著節能減排、應對氣候變化、燃料供應保障等多方面的挑戰。華能不僅投運了我國第一個二氧化碳捕集試驗示范裝置，而且擁有目前全球燃煤電廠二氧化碳捕集能力最大的項目，其碳捕集技術創新受到全球矚目。此次兩家攜手碳減排和機組節能降耗，為全球電力企業結構調整、綠色發展提供了范本。
這次合作，對華能具有多重意義，表明華能“走出去”又上新臺階。從最初海外上市，開始在國際資本市場長袖善舞，到澳洲電力和新加坡大士等大型國際并購的完成，再到以BOT方式建成緬甸最大水電站，以及向美國輸出具有自主知識產權的IGCC核心技術部件……如今華能又將向美國輸出具有自主知識產權的最前沿的碳減排技術，華能將跨上新臺階。
華能通過中美碳減排合作，將國內科技端成果與國外產業端推廣有機接軌。此次合作是華能綠色行動計劃的一次實踐和延伸，華能以實際行動再次表明了自己努力應對全球氣候變化、實現公司可持續發展的決心。
