Afin de remplir sa mission d'approvisionnement, le Service de l'énergie opérationnelle réalise :

• L'achat et la cession des produits pétroliers à travers un compte de commerce géré par le Service de l'énergie opérationnelle ;
• La mise à disposition de la ressource pétrolière au plus près du besoin, quels que soient le lieu et le délai impartis, à partir de contrats passés par les acheteurs du Service de l'énergie opérationnelle en France ou localement sur les théâtres d'opérations ;
• Les transports amont (boucle arrière) et aval (boucle avant), optimisés en termes de coûts, de sûreté et de sécurité ;
• Une maîtrise de la « qualité produit » grâce à un ensemble de procédures reposant sur des analyses menées tout au long de la chaîne de stockage et de distribution ;
• La continuité du soutien des forces armées, justifiant l'entretien de stocks réservés utilisables en situation de crise.

Cette mission s'exerce en tous lieux – en métropole, en outre-mer et sur les théâtres d'opérations extérieures – en tout temps, et en toutes circonstances, ce qui confère au soutien pétrolier et au Service de l'énergie opérationnelle chargé de le mettre en œuvre son caractère opérationnel.

Les opérations d'avitaillement des aéronefs de l’Armée de l’air et de l’espace, de la Marine et de l’aviation légère de l’Armée de terre sont réalisées avec les moyens organiques du Service de l'énergie opérationnelle en raison des enjeux liés à la sécurité des vols et des contraintes inhérentes à la maîtrise de la qualité des carburants (carburéacteurs, essence aviation).

De même, le service assure, dans les dépôts de Brest et de Toulon, l'avitaillement des navires de la Flotte et des moyens aéronavals embarqués (niveau 1).

En revanche, le ravitaillement des véhicules et engins terrestres relève du Service du Commissariat des Armées (SCA) (stations-service des Groupement de Soutien de la Base de Défense), de l’Armée de terre (Brigade logistique et Régiments) et de l’Armée de l’air et de l’espace (Escadrons de Défense Sol-Air), le Service de l'énergie opérationnelle n’assurant que le niveau 2 amont.

Son périmètre d'intervention peut aussi s'étendre à d'autres ministères et à des forces multinationales et alliées, ou même aux personnes morales de droit privé, personnes physiques et entités étrangères.

Il s’est doté d’un système d’information logistique dédié, appelé "Système Centralisé d’Appui à la Logistique Pétrolière" (SCALP) lui permettant d’intégrer les opérations financières depuis l’achat du produit jusqu’à sa facturation aux armées, ainsi que l’ensemble des opérations logistiques, du stockage à la distribution.