1997年1月起任煤炭科学研究总院副院长，1998年2月起挂职任兖州矿业（集团）有限责任公司副总经理，1998年7月起任煤炭科学研究总院副院长，中煤科技集团公司董事、副总经理，1999年3月起任煤炭科学研究总院院长，中煤科技集团公司董事长，1999年6月起任煤炭科学研究总院院长、党委副书记，中煤科技集团公司董事长、党委副书记。2002年1月起任神华集团有限责任公司副总经理兼中国神华煤制油有限公司董事长、总经理，2003年8月起任神华集团有限责任公司副总经理、党组成员兼中国神华煤制油化工有限公司董事长，2008年12月起任神华集团有限责任公司董事、总经理、党组成员，2009年7月起兼任中国侨联副主席，2014年5月起任神华集团有限责任公司董事长、党组书记兼中国神华能源股份有限公司董事长。2017年3月起任天津市委常委、滨海新区区委书记，2018年5月起兼任中国（天津）自由贸易试验区管理委员会主任。2020年1月起任中国石油化工集团有限公司董事长、党组书记。2021年7月起任中国科协党组书记。2021年8月起任中国科协第十届全国委员会副主席（专职，分管日常工作）、书记处第一书记。

中共十五大、十九大代表，中共二十大代表（需经党的第二十次全国代表大会代表资格审查委员会确认），第十九届中央候补委员。

职务：2021年7月，张玉卓任中国科协党组书记。

科研综述：张玉卓在新型煤化工等领域取得多项创新成果。主持建成全球首套年产108万吨油品的煤直接液化装置并实现安全稳定长周期运行，使中国成为唯一掌握百万吨级煤直接液化技术的国家；应用中国自主知识产权技术，主持率先建成60万吨/年煤基烯烃工程并实现商业化运行，奠定了中国煤基烯烃产业的国际领先地位。

学术论著：根据2021年2月中国工程院官网显示，张玉卓发表论文30余篇，出版专著3部。

科研获奖：根据2021年2月中国工程院官网显示，张玉卓获国家科技进步一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项、省部级奖项5项。