石油工业开采、运输、炼制等过程中会产生一定量的废气。这些废气的来源有三种：一是燃料燃烧，如车辆和内燃机设备的尾气，加热炉和锅炉的烟气等；二是过程排放，如石油天然气开发、集输、储运、加工过程中，在井口挥发、放空或井喷泄漏的气体，石油天然气企业附属的机械厂和其他加工厂的气体废物（漆和涂料的挥发物等），炼油厂和石油化工厂生产装置产生的不凝气、释放气和反应的副产品气体，以及在废水与其他废物处理和运输中散发的恶臭和有害气体；三是泄漏和逸散，如输油管线、油罐泄漏的气体，污水、废料中的挥发废气。
过去，石油炼制装置废气排放量大、成分复杂、毒性强，排放的污染物质可波及几千米之外，给周边居民的健康生活带来了显著影响。尤其是一种叫作苯并芘的可诱发癌变的气体污染物，它会在原油炼制、燃料燃烧等过程中排放，很容易被大气中的飘尘吸附并通过呼吸进入人体，在肺泡和支气管壁上长期滞留。
有统计表明，城市大气中苯并芘的浓度每100立方米增加0．1微克，肺癌的死亡率将增加5％。在城市的工业区，苯并芘的浓度通常处于较高水平。一般来说，焦化厂是排放苯并芘最严重的地方，离焦炉作业区500米处的苯并芘浓度比一般工业城市高出500～1000倍，在半敞开的焦炉沥青加热炉附近4米处的苯并芘浓度高达7800微克/100米3，而在林木茂密没有工业污染的清洁区，苯并芘的浓度仅为0．24微克/100米3。
如今，石油石化企业在废气监测、收集、处理等方面配备了成套的系统设备，逐步解决了废气肆意排放造成的环境污染问题。根据《2020年中国生态环境统计年报》，石油工业的硫化物、氮氧化物和颗粒物排放量并不显著，只有VOCs排放量较大。
据统计，在2020年全国工业环节气体污染物排放总量中，石油石化行业排放的废气总量占比15．4％，其中在各类气体污染物排放总量中VOCs占比39．7％，硫化物占比13．6％，氮氧化物占比6．1％，粉尘占比9．2％。
近年来，国内原油产量逐年提高，2021年国内生产原油19898万吨，比2020年增长2．4％，比2019年增长4．0％。石油炼制行业的生产能力也迅速发展，已经实现千万吨级大炼油的历史跨越。
截至2020年底，我国具有千万吨级炼油规模的企业超过30家，生产规模扩大了，但石油石化行业对于废气治理的投入提升幅度更高，对废气的控制也更加严格。
2021年，石油石化行业共建有废气治理设施41771套，占全国工业废气治理设施数量的11．2％；废气治理投入共计470亿元，占全国工业废气治理投入的10．3％。