อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซหรือที่เรียกว่าอุตสาหกรรมปิโตรเลียมประกอบด้วยความพยายามทั่วโลกในการสกัดสารไฮโดรคาร์บอนจากโลกและดำเนินการให้เป็นสารที่มีประโยชน์ อุตสาหกรรมนี้สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทพื้นฐานเช่นการสกัดการแปรรูปและการขนส่ง การสกัดน้ำมันและก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งบนบกและในทะเลและมีสารไฮโดรคาร์บอนหลายรูปแบบกระจายออกไปทั่วโลก องค์ประกอบการประมวลผลของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีหน้าที่ในการผลิตน้ำมันเบนซินและดีเซลที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อนรถยนต์ แต่ยังมีส่วนช่วยในการผลิตพลาสติกปุ๋ยและสารอื่น ๆ อีกมากมาย การกระจายอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซรวมถึงท่อส่งเรือบรรทุกน้ำมันและวิธีการอื่น ๆ ในการลำเลียงวัตถุดิบไปยังโรงงานแปรรูปและวัสดุกลั่นให้กับผู้ใช้ปลายทางและอุตสาหกรรมอื่น ๆ
มนุษย์ใช้ผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ไม่ผ่านการกลั่นมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์แม้ว่าอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซจะค่อนข้างใหม่ อุตสาหกรรมการสกัดและการแปรรูปน้ำมันไม่ได้เริ่มจนกว่าศตวรรษที่ 19 และน้ำมันธรรมชาติและถ่านหินยังคงเป็นแหล่งความร้อนและพลังงานที่สำคัญจนถึงศตวรรษที่ 20 การสำรวจและการสกัดไฮโดรคาร์บอนในช่วงต้นเกิดขึ้นที่เพนซิลเวเนียในสหรัฐอเมริกาและที่อื่น ๆ เช่นรัสเซีย โรงกลั่นสมัยใหม่แห่งแรกสร้างขึ้นในยุค 1850 และมีการใช้เรือบรรทุกน้ำมันลำแรกในการขนส่งวัตถุดิบในปี 1878
มีสองประเภทหลักที่ประกอบขึ้นเป็นอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซซึ่งเรียกว่าต้นน้ำและปลายน้ำ การดำเนินงานขั้นต้นมักถูกเรียกว่าองค์ประกอบด้านการสำรวจและผลิต (E&P) ของอุตสาหกรรมปิโตรเลียม การดำเนินการเหล่านี้รวมถึงการค้นหาแหล่งปิโตรเลียมใหม่หลุมเจาะสำรวจและขุดไฮโดรคาร์บอนบนพื้นผิว
ส่วนประกอบต้นน้ำของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมยังรับผิดชอบแยกสารไฮโดรคาร์บอนที่แตกต่างออกไปซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ ฝากไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากมีผลิตภัณฑ์ทั้งสองอย่างนี้แม้ว่าการดำเนินการกู้คืนบางอย่างจะไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อจับทั้งคู่ การขุดเจาะบางครั้งก็เผาก๊าซธรรมชาติหรือฉีดกลับเข้าไปในโลก
การแปรรูปและการขนส่งเป็นธุรกิจหลักของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบมักถูกขนส่งทางบกทางท่อแม้ว่าเรือบรรทุกน้ำมันขนาดใหญ่สามารถขนส่งไฮโดรคาร์บอนเหนือน้ำได้ ภาคการแปรรูปของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซส่วนใหญ่ประกอบด้วยโรงกลั่นน้ำมันซึ่งใช้ในการเปลี่ยนน้ำมันดิบเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์หลากหลาย นี่คือความสำเร็จขั้นต้นผ่านการกลั่นแบบแยกส่วนถึงแม้ว่าการแคร็กประเภทต่าง ๆ สามารถใช้เพื่อให้ได้ไฮโดรคาร์บอนชนิดต่าง ๆ
