沿革のところでも触れたように、設立当初の低品位炭利用の石炭専焼火力からボイラー燃料転換工事を重ね、現在は石炭をベースとしながらも、燃料情勢の変化に柔軟に対応できる石炭・重油混焼火力となっています。7号機・8号機を石炭専焼化するなど、石炭混焼率アップに努めています。
東北・東京両電力会社の供給地域の末端に位置し、両電力会社の系統に電気を供給することができる系統運用上重要な発電所となっています。また、中間負荷火力として需要の変化にも柔軟に対応できる発電所です
市街地近接型の発電所として環境対策には特に信頼性の高い技術を採用し、全量排煙脱硝・脱硫装置を8号機・9号機に設置するなど、大気汚染防止をはじめとして水質汚濁防止、騒音・振動防止などの環境保全のための対策に、万全を期しています。
石炭をガス化し、高効率かつ環境にやさしいエネルギーを見出すため、石炭ガス化複合発電(IGCC)のパイロットプラント試験が1989(平成元)年から1996(平成8)年まで、勿来発電所の構内で行われました。
その成果をもとに(株)クリーンコールパワー研究所が、実証機による運転試験を2007(平成19)年から2013(平成25)年3月まで行い、4月から当社が設備を引継ぎ商用設備(10号機)として運転をしています。