Pagrindinė UAB „Vilniaus energija“ veikla - šilumos ir elektros energijos gamyba, šilumos energijos paskirstymas bei pardavimas vartotojams bei elektros energijos tiekimas į Perdavimo ir Skirstomuosius elektros tinklus. Mieste sukurtas integruotas centralizuoto šilumos tiekimo tinklas, kuriame pagrindiniai šilumos šaltiniai yra termofikacinės elektrinės Nr. 3, Nr. 2 ir rajoninė katilinė Nr. 8. Naujosios Vilnios katilinė RK-2 tiekia šilumą tik šio rajono gyventojams. Grigiškių gyventojams šiluma taip pat tiekiama iš Vilniaus TEC-3.
Bendrovės eksploatuojama elektrinė Nr. 3 (E-3) yra termofikacinė elektrinė. Ji gali dirbti termofikaciniu, kondensaciniu arba mišriu režimais. Jeigu energijos gamybos blokai dirba termofikaciniu režimu - vienu metu gaminama šilumos ir elektros energija. Jeigu šie blokai dirba kondensaciniu režimu - gaminama tik elektros energija. Dirbant mišriu (dalinai kondensaciniu) režimu - generuojama daugiau elektros energijos ir mažiau šilumos. Termofikacinis režimas yra žymiai ekonomiškesnis, nes garo turbinoje didelio slėgio ir aukštos temperatūros garas savo kinetinę energiją paverčia elektros energija, o jo likutinė energija panaudojama centralizuoto šildymo sistemos vandens šildymui. Tik nedidelis garo kiekis patenka į kondensatorių ir jo energija su aušinančiu vandeniu per aušinimo bokštus perduodama aplinkos orui.
Lietuvoje E-3 yra trečia pagal elektros galią elektrinė (po Lietuvos elektrinės ir Kruonio hidroakumuliacinės elektrinės). Jos abiejų energijos gamybos blokų nominali elektros galia termofikaciniu režimu yra 360 MW, o šilumos – 604 MW. Dirbdama kondensaciniu režimu ji galėtų išvystyti 420 MW elektros galią. Ši elektrinė yra pirma pagal šilumos gamybos galią (604 MW). Kartu su termofikacine elektrine Nr. 2 (E-2), kuri dirba su E-3 šildymo sezono metu arba savarankiškai vasarą, bendra elektrinių šiluminė galia yra 1532 MW.
2006 m. E-2 rekonstruotas vienas iš garo katilų: pritaikytas biokuro ir durpių kūrenimui. Tai kol kas galingiausias Lietuvoje (60 MW) garo katilas naudojantis atsinaujinančius energijos išteklius.