玉柴研发总院负责公司技术研究和产品开发，具体涵盖产品的设计、分析、开发、试验等工作。拥有国家工程实验室、国家级企业技术中心、国家认可实验室、中国船级社认可实验室、广西高效节能环保内燃机重点实验室等研发平台， 在2021年国家企业技术中心排名全国第一。

开展发动机、动传系统、新能源产品的技术开发工作。基于市场和客户需求，负责公司技术项目规划，技术立项、技术开发，技术研究和技术项目的管理工作，通过技术迁移为产品开发提前准备好技术，支撑公司战略目标的实现。

现有科研人员超2390人，其中国家卓越工程师1人，享受国务院特殊津贴专家13人，广西八桂学者、特聘专家及优秀专家9人、博士19人，高级工程师140人。

试验中心始建于1995年，现拥有南宁、玉林两个测试基地，累计固定资产投资超过13.5亿元，共有可靠性、排放及验证能力测试台架100多个，是中国最大、最先进的发动机研发试验基地，在功率段上全面覆盖微、轻、中、重型发动机试验，成为行业最宽广的功率覆盖，试验装备水平与世界保持同步，具备同时开展国6、Tier4发动机试验能力，满足行业现阶段所有测试需求，尤其在国6测试能力方面能实时测量直径在23nm和2.5m之间的非挥发性颗粒物的数量，氨气测量气体分析仪的测量精度则达到1ppm，测量精度与国外著名发动机研发机构如AVL、FEV、里卡多保持一致，遥遥领先国内同行。 经过多年的高速发展，试验中心已拥有行业内多个资质：国家认可实验室资质（CNAL），高效节能环保内燃机国家工程实验室（行业唯一），中国船级社（CCS）排放检测认证资质等，牢牢掌握行业技术竞争领域的话语权。