Основне делатности су истраживање, производња и прерада нафте и природног гаса, промет широког асортимана нафтних и гасних деривата, као и реализација пројеката у области петрохемије и енергетике. Седиште НИС-а и главни производни капацитети налазе се у Републици Србији: нафтна и гасна налазишта, Рафинерија нафте Панчево, складишта, као и мрежа бензинских станица.

Осим у Србији, НИС делатност развија и у региону Балкана. Регионална експанзија одвија се у два основна правца – на пољу истраживања и производње нафте и гаса (у Румунији и Босни и Херцеговини) и кроз развој малопродајне мреже (у Бугарској, Босни и Херцеговини и Румунији). НИС на тржишту Балкана управља мрежом од преко 400 бензинских станица у два бренда – НИС Петрол и премијум бренд ГАЗПРОМ. Поред тога, НИС је активан и на пољу трговине електричном енергијом где је, поред тржишта Србије, присутан и на тржиштима Босне и Херцеговине, Црне Горе, Румуније, Словеније и Мађарске.