石油是指气态、液态和固态的烃类及少量非烃类的混合物，包括人们常说的原油、天然气、伴生气、凝析油等，是一种具有悠久历史的矿物质，早在一千多年前，人们就已经知道并记录过石油的存在和利用方法。
中国是世界上最早发现和使用石油的国家之一。东汉的班固在《汉书．地理志》中记载“高奴县有消水可燃”，汉朝的高奴，即现在的延安、延长一带。宋代的沈括在《梦溪笔谈》中第一次使用了“石油”这个叫法，并对石油进行了更为详细的记录和描述：生于水际沙石，与泉水相杂，侦侦而出，土人以纵尾揭之，妃采入衙中，颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕缘黑。余疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。其识文为延川石液＇者是也。此物后必大行于世，自余始为之。盖石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭。《梦溪笔谈》中，对石油的出处、性状、用途做了详细的描述，尤其是一名“此物后必大行于世”，预测了千年后石油的作用和影响，充分体现了古代大科学家高瞻远瞩的目光。
由于受地下压力的影响，油气可以沿着天然地质裂颖上涌，流出地面，即所谓的“油苗＂，通常会在地表形成所谓的沥青湖，
这是古人获取石油最早的方式。新疆克拉玛依市（“克拉玛依＂在维吾尔语中即为“黑油”的意思）的黑油山就是一处著名的油苗，是由油苗中轻组分挥发后的稠液同沙土混合形成的一座相对高度十余米的沥青沙丘。目前，黑油山上仍有数十个油泉在源源不断地自动流出石油，现已成为当地著名景点和科技教育基地。
据东晋史学家常瑰所著的《华阳国志》记载，早在4世纪或更早，我国就已经开始使用一端固定钻头的竹笔进行销井，井深可达约1000米，采出的石油主要用来蒸发盐卤制取食盐，设备与近代使用的顿钻钻井设备十分相似。10世纪，中国开始使用竹笔做的管道来连接油井和盐井。古代波斯的石板上也有波斯上层社会使用石油作为药物和照明的记载。8世纪，巴格达新建的街道上使用了从当地天然露天油矿获得的沥青；9世纪，阿塞拜疆的巴库油田开始生产轻质石油。
现代石油工业诞生于19世纪中叶。美国宾夕法尼亚州西北部有一个叫泰特斯维尔的小山村，村后一条小溪的水面上总是浮着一层薄菏的黑油，当地土著人发现，油是从山上的石头缝阶里渗出来的，认为它可以治百病，被称为“神油”。1853年，当一个叫乔治，比尔斯的小伙子第一次看到石油的时候，马上闪过一个念头，石油能够燃烧，能不能用它来做照明材料，用以取代当时靠浸在动植物油脂中的灯芯进行照明？比尔斯马上成立了投资集团，并邀请耶鲁大学的西利曼教授对石油的化学组成进行了分析，发现石油主要由碳和和氢两种元素组成，加热蒸馏后可以分离成几部分，其中一部分可以作为高质量的照明用油。
那么，大量的石油从哪里来呢？联想到钻井取水，比尔斯想到了钻井取油。经过与合伙人商量并充分讨论，在没有任何先例的情况下，德雷克上校于1858年作为公司的全权代理人，带着1000美元投资，到泰特斯维尔的油溪附近开始钻井采油。由于没有经验，且限于当时的条件，直到1859年8月27日，当钻头钻到69英尺深时，突然下滑了6英尺。第二天，钻井工人发现附近的水面上漂浮着厚厚的一层黑色液体，终于找到了人们人梦寐以求的石油。这是美国大规模商业开采石油的开始，一般也认为是人类大规模商业开采石油的开始，现代石油工业就此拉开了序幕。
中国有确切记载的官方石油开采始于清末。清朝咸丰末年（1861年），一个叫邱区的人在台湾苗栗县出磺坑发现有黑色原油自地下源源流出，用人力打了一个3米多的井，每天差不多能生产40千克石油，用来点灯、烧饭。光绪三年（1877年），两江总督沈葆桢将出磺坑石油收归官办，并聘请美国技师两人，采用机器评并，每天产油约750千克，后因美国技师的离去，勘探工作停顿。光绪十三年（1887年），台湾巡抚刘铭传设立矿油局，但终因入不敷出而于4年后撤销。光绪二十七年（1901年），日本派石油地质调查队对出磺坑地区进行勘探调查，两年后钻探成功出磺坑第一号井。中国第一口现代意义上的油井诈生于光缮三十三年（1907年）。1905年，陕西巡抚曹鸿助奏请试办延长石油厂，得旨人允准创办了“延长石油官厂”，1907年聘请日本技师在延长县西门处勘定“延一井”，并获得工业油流，成为中国第一口现代意义上的工业油井。但由于清朝政府的软弱腐败，石油工业几乎无从谈起；民国期间的内忧外患，严重阻碍了石油工业的发展。故直到新中国成立初期，中国的石油工业才正式开启。
新中国成立时，全国共有石油职工1．1万人，其中石油地质工作者仅20余人人，钻井工程师10余人。1952年8月1日，解放军第19军57师近8000名官兵整体改编为“中国石油师”，集体转业到石油战线，掀开了中国石油工业新的一页。新中国石油工业早期的领导、专家有很多来自部队，最著名的有石油工业部首任部长李聚硅上将，原部长、独臂将军余秋里中将，原部长宋振明，钻井专家孙麦则等。
甘肃玉门油田，是中国最早的油田之一，1939年正式投入勘探开发。1939年3月，位于老君庙北15米处的1号井见油；8月11日，老一井探明K油层，由此揭开了玉门油矿工业开发的序幕。1940年5月，中国有杆泵采油技术开始用于玉门老君让油田。1941年，甘肃油矿局成立，同年10月，四井发生强烈井喷，发现世层，玉门油田进入了大规模开发时期。抗日战争期间，玉门油矿共生产原油25万吨，占同期全国原油产量的90％以上；新中国成立前10年，玉门油田标计生产原油52万吨，占当时全国石油产量的95％以上，是新中国成立前中国规模最大、工艺技术最先进的油田。1952年底，玉门油田原油产量达到了14．26万吨，成为新中国最大的油田。1957年，玉门油田产量达到75．54万吨，占全国石油产量的87．8％同年12月，新中国第一个石油基地在甘肃玉门建成，成为新中国石油工业的大学校、大试验场、大研究所，为新中国的石油工业担负起了“出产品、出人才、出经验、出技术”的历史重任，成为新中国石油工业的起点和人才培养的摇篮。中国早期石油工业建设的主战场上，都留下了玉门人的足迹。著名诗人李季曾赋诗：“苏联有巴库，中国有玉门。凡有石油处，就有玉门人。
1959年9月26日，松嫩平原大同镇附近一口名为“松基三井＂的油井喷出工业油流，时任黑龙江省委书记欧阳钦提议将大同改为大庆，以此作为石油工业向新中国成立10周年大庆的贺礼。
1960年2月，一场关系到中国石油工业命运的石油大会战在大庆揭开了序幕。1952年组建后奔赴祖国各地寻找石油的“石油师人”，又重新在大庆集结；同时，沈阳军区、济南军区、南京军区的3万名退伍军人也加入会战行列中，中央军委又给大庆分配了3000名转业军官，中国的军人再一次成为石油工业开发的主力军。
大庆油田开发期间，数万石油大军克服无路、无粮、无房以及天灾人祸等重重困难，为中国摘掉“贫油国”的帽子做出了卓越的贡献，也涌现出了一大批王进嘉式的“铁人”。到1963年，中国的原油产量达到了648万吨。2018年，中国原油产量为1．89亿吨，天然气产量为1573亿立方米。
伴随着原油产量的增加，中国的炼油工业也得到了飞速发展。1958年，在兰州建成的新中国第一座现代化炼油厂，加工规模为100万吨/年，被誉为“中国石油工业长子＂。1972年，在杭州湾北岸的上海金山卫，上海石油化工总厂在一片盐碱地上迅速崛起。此后，又在克拉玛依、冷湖、兰州、大连等地新建了7个10万－100万吨/年的炼油厂，20世纪70年代未，又陆续建设了藏名、大庆、南京、胜利、东方红＠、草门、长岭7个大型炼油厂。到1978年，全国原油加工能力已达9291万吨/年，中国的石油产品已完全满足自给自足。从此，中国的石油工业走上了快速发展的道路。截至2017年底，中国的原油一次加工能力达到8．15亿吨/年，产能居世界第二位。