هندسة البترول هي أحد فروع الهندسة الذي يهتم بالأنشطة المتعلقة بإنتاج الهيدروكربونات، سواء كانت نفطًا خامًا أو غازًا طبيعيًا.
لهندسة البترول والغاز تاريخ طويل من الابتكار؛ فقد كان إيجاد طرق جديدة وأفضل للوصول إلى موارد النفط والغاز المختبئة في أعماق باطن الأرض ضرورة لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة. وهندسة البترول والغاز هي فرع الهندسة الذي يركز على العمليات التي تتيح تنمية حقول النفط الخام والغاز الطبيعي واستغلالها، إلى جانب التحليل الفني والنمذجة الحاسوبية والتنبؤ بأداء إنتاجها المستقبلي. وقد نشأت هندسة البترول والغاز من هندسة التعدين والجيولوجيا، ولا تزال وثيقة الصلة بعلوم الأرض التي تساعد المهندسين على فهم التراكيب والظروف الجيولوجية الملائمة لتكوّن رواسب النفط والغاز. ويهتم مهندس البترول والغاز، الذي يهدف إلى استخراج المنتجات الهيدروكربونية الغازية والسائلة من باطن الأرض، بعمليات الحفر والإنتاج والمعالجة والنقل، والتعامل مع جميع الاعتبارات الاقتصادية والتنظيمية المرتبطة بها. ويُعد الاستكشاف والإنتاج جزءًا من قطاع المنبع (Upstream) في صناعة النفط والغاز.
