Petrolio-ingeniaritza hidrokarburoak beren egoera naturaletik, aztarnategitik, azken produktuetatik edo produktu eratorrietatik aurkitu, ustiatu, garatu, garraiatu, prozesatu eta tratatzeko metodo zientifiko eta praktikoak konbinatzen dituen ingeniaritzaren atala da [1]. Esplorazioa eta ekoizpena petrolioaren eta gasaren industriako upstream sektorearen barruan kokatzen dira. Esplorazioa, lurreko zientzialariek egina, eta petrolio-ingeniaritza dira petrolio- eta gas-industriako zorupeko bi diziplina nagusiak. Lurpeko hobietako hidrokarburoen berreskuratze ekonomikoa maximizatzen dute. Petrolioaren geologia eta geofisika hidrokarburo-hobiko arrokaren deskribapen estatiko bat egitean oinarritzen dira; petrolioaren ingeniaritza, berriz, baliabide horren bolumen berreskuragarriaren estimaziotan oinarritzen da eta petrolioak, urak eta gasak presio handiko arroka porotsuetan duten portaera fisikoaren ezagutza erabiltzen du.
Hidrokarburo-metaketetan geologoek eta petrolio-ingeniariek egindako ahalegin konbinatuek erabakitzen dute aztarnategia nola garatu eta agortzen den eta, oro har, eragin handiena nekazaritza-ekonomian dute. Petrolio-ingeniaritzak zerikusia duten beste diziplina asko hartzen ditu bere baitan, hala nola geofisika, petrolioaren geologia, formazioen ebaluazioa (putzuaren profilaketa), zulaketa, ekonomia, aztarnategien simulazioa, aztarnategien ingeniaritza, putzuen ingeniaritza, jasotze artifizialeko sistemak, akaberak eta petrolio-ekoizpenaren ingeniaritza.
Historikoki, fisikaren, ingeniaritza mekanikoaren, ingeniaritza kimikoaren eta meatze-ingeniaritzaren arloetan bildu da industria. Ondorengo garapena, normalean, petrolio-konpainietan egin da.