准噶尔盆地位于天山与阿尔泰山之间，盆地面积13×104km2。1950年3月中国和苏联签订协定，成立中苏石油股份公司。1955年，苏联股份移交给中国。1955年1月，燃料工业部成立新疆石油公司，1956年改为石油工业部新疆石油管理局。2000年石油企业改制，从新疆石油管理局中划出勘探开发等主业，组成中国石油新疆油田分公司，总部设在克拉玛依市。中华人民共和国成立后，加快了新疆的石油勘探，并集中力量开发独山子油田。1950年中国和苏联合办中苏石油股份公司，恢复和发展独山子油矿的生产，1952～1954年共产油17．5万吨。1955年成立新疆石油公司后，首先对克拉玛依、乌尔禾一带进行重点勘探。1955年黑油山1号井喷油，发现克拉玛依油田。这是新中国成立后发现的第一个大油田。1978年以后，新疆石油管理局调整了勘探部署，以整体解剖准噶尔盆地西北缘为重点，发现风城油田和夏子街油田，并且找到了丰富的稠油资源。1980年以后勘探工作在准噶尔盆地更大范围内展开，在盆地东部找到火烧山、五彩湾等7个油气田。在古尔班通古特沙漠腹地发现彩南、石西等油田。在盆地南缘发现呼图壁气田、卡因迪克油田等。
改革开放时期，由于准噶尔盆地陆续发现的一些大型油田投入开发，使新疆油气区的产量逐年上升。2009年准噶尔油气区产油1087万吨，产气36亿立方米，新疆已成为中国西部重要的油气产区。