A Geologia do Petróleo engloba os ramos da Geologia relacionadas com a prospecção e exploração de hidrocarbonetos, especificamente o petróleo e o gás. O estudo dos processos processos geológicos de criação dos reservatórios naturais destas substâncias é o seu principal objectivo.
Actualmente, com os depósitos mais acessíveis já descobertos e explorados, são necessários métodos mais sofisticados para a exploração das bacias sedimentares e os potenciais reservatórios a elas associados.