温室効果ガスの排出量削減を中長期にわたって継続的かつ着実に進めていくために、文部科学省が策定する研究開発戦略のもと、新たな科学的・技術的知見に基づいて温室効果ガス排出量削減に大きな可能性を有する技術を創出するための研究開発を推進し、グリーン・イノベーションの創出につながる研究開発成果を得ることを目的とする。
今後（中長期：２０３０～２０５０）温室効果ガスの排出量を大幅に削減し、明るく豊かな低炭素社会の実現に大きく貢献する先進的技術を創出するための挑戦的な研究開発を推進。
将来の見通しが明確な技術の展開ではなく、新たに構築されるべき体系的な学理（サイエンス）に裏付けされた新原理探究とその応用などのチャレンジな研究開発による、ブレークスルーの実現や既存の概念を大転換する『ゲームチェンジング・テクノロジー』の創出を目指す。
ＪＳＴは、本事業運営の責任者である事業統括（ＰＤ）および研究開発課題の進捗管理責任者である運営総括（ＰＯ）を配置し、円滑かつ効率的な事業運営の推進に努める。
事業の実施にあたっては、事業統括（ＰＤ）が委員長を務め、運営総括（ＰＯ）および外部の有識者・専門家が委員を務める先端的低炭素化技術開発事業推進委員会（以下、「推進委員会」）で、公募の対象となる技術領域の設定や採択候補課題の選考、研究開発課題の予算の全体調整など、事業の推進に必要となる事項について審議、決定する。
国内の研究機関注１）に所属して、自らの研究開発構想に基づき、最適な実施体制により、自ら当該研究開発課題を推進できる研究者。
注１）「国内の研究機関」：国内に法人格を持つ大学、独立行政法人、国公立試験研究機関、特別認可法人、公益法人、企業などのうち、研究開発を実施している機関。
１）「特別重点技術領域」（２技術分野）では、実用化に向けた研究開発の更なる加速のために要素技術開発が集積した総合的な研究開発チームを募集。
・特別重点技術領域の規模：当初５年（最長１０年）、２億円～５億円／年
２）「次世代蓄電池」技術領域では、上記に加えて、蓄電池の実用化に必要な１つの要素技術に特化した研究開発や、新原理・新材料に基づく革新電池に関する個人あるいは単独のグループでの提案も募集（採択後、研究開発チームに参加予定、初年度研究開発費：１,０００万円）。
３）「技術領域」（７技術分野）では、運営総括の下、技術領域毎に研究開発代表者がそれぞれ研究開発を推進。
・技術領域の規模：当初２～５年（最長１０年）、１,０００万～３,０００万円／年
① ステージゲート評価の考え方の適用
ＡＬＣＡでは、当初計画された研究開発期間の途中段階あるいは終了時点において、推進委員会が目標達成の可能性を「ステージゲート評価」の考え方に基づき評価する。ステージゲート評価は、採択時点での研究シーズの多様性を確保しつつ、さらに競争的環境下で研究開発プロジェクトの成功確率を高めるために行うもの。
ステージゲート評価の結果、優れた研究開発成果が得られる見通しがあると判断された研究開発課題については次の段階に進み、新たな段階としての研究開発を行うこととする。新たな段階の研究開発期間を含め、研究開発期間は最長１０年とする。
一方、目標とする研究開発成果が得られることが困難と判断された研究開発課題については、当初計画期間終了時点での終了、あるいは途中段階で中止します。このような研究開発の中止を行う一方、新しい研究開発課題の追加採択も行う予定です。
② 研究開発課題の連携・融合の促進
推進委員会は、研究開発に関する情報の紹介や関連のある研究開発課題間での連絡会の開催を始め、技術や成果などの共有などを積極的に促進する。
さらに、研究開発の状況や進展に応じた研究開発チーム間の連携や融合・編成などを行うことも想定している。