石油工程（Petroleum engineering）是和碳氢化合物生产有关活动的工程学领域，碳氢化合物可以是石油，也可以是天然气[1]。探勘及石油生产定义为石油及天然气产业的上游产业。地球科学家进行的钻探以及石油工程都是石化产业中二个以地下为主的学科，主要着重著在尽可能地提高地下储层的碳氢化合物经济回收率。

石油地质学及地球物理学着重在碳氢化合物地下储层的静态描述，而石油工程是利用多孔岩层在高压下石油、水及气体物体行为的深入了解，来估计岩层的可采量。

地质学家和石油工程师在油气藏生命周期中的共同努力，决定了油藏开发的方式以及枯竭的方式，对油田经济的影响最大。

石油工程需要对其他相关学科有良好的了解，例如地球物理学、石油地质学、地层评价（英语：formation evaluation）（测井）、钻孔、经济学；油藏模拟（英语：reservoir simulation）、油藏工程（英语：reservoir engineering）、钻井工程、人工升力（英语：artificial lift）系统、完井以及石油制造工程（英语：petroleum production engineering）.