Inovasi di PETRONAS ialah tanggungjawab bersama. Setiap unit perniagaan berperanan memacu inovasi dalam bidang masing-masing. Usaha ini disokong oleh pasukan dan program inovasi, termasuk program penyelidikan dan pembangunan (R&D), inkubator dalaman dan pembangun usaha niaga (venture builders), dengan pemantauan di peringkat Kumpulan bagi memastikan hasil yang boleh diukur serta keselarasan dengan keutamaan perniagaan.
Bagi mempercepat inovasi dan menjana nilai, PETRONAS menggunakan pelbagai pendekatan, termasuk membangunkan penyelesaian secara dalaman, memperoleh teknologi yang telah terbukti keberkesanannya daripada penyedia luar, serta bekerjasama dengan syarikat perkhidmatan dan peralatan minyak dan gas (OGSE), syarikat pemula, pemain industri, institusi akademik dan rakan lain untuk membangunkan penyelesaian bersama.
Menerusi pendekatan ini, PETRONAS mampu menangani cabaran operasi, merealisasikan nilai dengan lebih pantas dan pada skala yang lebih besar, meningkatkan produktiviti dan kecekapan, mempercepat penyahkarbonan serta membuka peluang pertumbuhan baharu.