Petroleumsgeologi, den del av økonomisk geologi som beskjeftiger seg med naturlig forekommende hydrokarboner. Emnet omfatter læren om opprinnelse, opptreden, vandring og oppsamling av olje og gass i berggrunnen og hvordan forekomster kan finnes. I praksis vil petroleumsgeologi omfatte geokjemi, geofysikk, paleontologi, sedimentologi, stratigrafi og strukturgeologi.