Geologia petrolului este studiul originii, apariția naturală, mișcarea, colectarea și explorarea combustibililor cu hidrocarburi, în special a petrolului sau a petrolului. Principalul obiectiv al geologiei petrolului este studierea și găsirea petrolului.
Geologia petrolieră implică sedimentologia, studiul modului în care sunt depozitate nisipul, noroiul și lutul. Majoritatea rocilor găsite pe suprafața Pământului sunt roci sedimentare. Studiul sedimentologiei ajută geologii petrolii să înțeleagă cum au ajuns depozitele de petrol găsite în rocile sedimentare.
Un alt aspect al geologiei petrolului este stratigrafia, studiul relației dintre straturile de rocă și modul în care acestea se pot deplasa sau schimba. Mișcarea straturilor de rocă poate afecta unde se găsesc depozitele de petrol, precum și eliminarea petrolului.