在此次中美首脑会晤期间，中美两国在清洁能源领域开展了大规模合作，不仅表明两国应对气候变化的积极态度，更是为全球绿色经济的发展乃至全球经济复苏做出的共同努力。也正基于此，中美清洁能源合作成为中美关系的一个重要利益交汇点，进而成为本次胡锦涛主席访美的亮点。
中美签署了13项协议，协议覆盖核电、风电、太阳能、水电、智能电网、碳捕获与封存等多个领域，能源合作的协议总额超过了200亿美元，约占此次贸易签约总额450亿美元的一半。
其中，美国杜克能源与中国新奥集团签署了在中国和美国建设绿色城市的技术开发协议。根据协议，杜克能源将与新奥集团在中国首个综合能效生态城建设过程中交流协作，实现优势互补；该示范项目建成后，杜克能源会将新奥集团分享到的技术与经验应用到其美国业务范围内的一个或多个城市中。根据协议，双方将合作建设包括能源生产、能源储运、能源应用、能源再生和能源匹配中心五个模块的“未来能源技术平台”。而为此次合作“背书”的是中国科技部和美国能源部，尽力为“未来能源技术示范平台”合作项目提供包括财政激励、税收优惠、政府补贴、贷款优惠等在内的支持。
此外，美国GE公司与中国神华集团签署合作协议成立合资企业，发展煤气化工业。
还有，中国华能集团与美国电力公司签署了能源合作协议。根据协议，双方将开展燃煤电厂二氧化碳减排的合作研究，双方同意采用华能集团公司自主研发的二氧化碳捕集技术，针对美国电力公司旗下一个60万千瓦燃煤电厂进行年捕集150万吨二氧化碳工程可行性研究，适时推进150万吨／年的二氧化碳捕集示范工程。双方还将开展关于提高燃煤电厂能效的合作，针对各自不同类型的燃煤机组进行对标研究，查找问题，提出节能降耗的具体措施，进一步降低各自燃煤机组的能耗。
华能是中国最大的发电集团，装机规模为世界第二、亚洲第一，美国电力公司是全美最大的电力公司之一，两家公司装机结构中火电均占很大比重，都面临着节能减排、应对气候变化、燃料供应保障等多方面的挑战。华能不仅投运了我国第一个二氧化碳捕集试验示范装置，而且拥有目前全球燃煤电厂二氧化碳捕集能力最大的项目，其碳捕集技术创新受到全球瞩目。此次两家携手碳减排和机组节能降耗，为全球电力企业结构调整、绿色发展提供了范本。
这次合作，对华能具有多重意义，表明华能“走出去”又上新台阶。从最初海外上市，开始在国际资本市场长袖善舞，到澳洲电力和新加坡大士等大型国际并购的完成，再到以BOT方式建成缅甸最大水电站，以及向美国输出具有自主知识产权的IGCC核心技术部件……如今华能又将向美国输出具有自主知识产权的最前沿的碳减排技术，华能将跨上新台阶。
华能通过中美碳减排合作，将国内科技端成果与国外产业端推广有机接轨。此次合作是华能绿色行动计划的一次实践和延伸，华能以实际行动再次表明了自己努力应对全球气候变化、实现公司可持续发展的决心。
