Výzkumná agenda Národního centra pro energetiku je rozdělena na tři aplikační segmenty, přičemž každé výzkumné téma má svého odborného garanta. Odborný garant aplikačního segmentu je podřízen Radě centra, navrhuje obsah aplikačního segmentu, a to ve spolupráci s ostatními odbornými garanty aplikačních segmentů a Radou centra. Výzkumná agenda je tvořena následujícími aplikačními segmenty: