石油开采是一个系统工程，需要多学科、多专业、多领域的结合方能实现。一般的步骤是：1、由地质学家根据当地的沉积状况分析，进行三维地震普查，其目的是发现可能生油的圈闭构造。2、根据对三维地震分析结果，以及沉积理论分析，认为地下可能有油气圈闭构造，就上钻机打探井。3、如果打井时发现有油气显示，就扩大打井的范围，以找到工业油气流。4、发现工业油气流后，就大量打生产井。5、生产井打出后，由油建公司建设地面管线，油气处理站（一般叫联合站）。6、采油厂安装抽油机，建设计量站，井下作业公司对油井实施作业，然后进行采油生产。
生产出来的油要经过“三脱”处理，即脱水、脱气、脱硫。经过处理后的纯油输送到炼油厂进行冶炼，生产出各种成品油。天然气则直接作为燃料销售。
一次采油是靠地层本身的天然能力，相当于把油顶出来的，这种形式采油率很低。当天然能量降到一定程度以后，就靠往油层中注水，提高地层的压力，通过提高压力，相当于把油从地层中用水挤出来，这是二次采油，采油率在40%左右。目前大庆正在推广应用三次采油，主要向地层注入聚合物进一步提高油层的采油率（图6），相当于靠化学药剂把油洗出来。注水开发技术、聚合物驱油配套技术、三元复合驱油技术，这些提升主力油田采收率的技术被一项一项地研发出来。正是这些技术，让大庆实现了年产原油5000万吨以上，并连续27年高产稳产，创造了世界同类油田开发史上的奇迹。据统计，如果大庆油田的采收率提高1个百分点，就相当于找到国内的一个玉门油田，如果要提高5个百分点就相当于找到了一个克拉玛依的油田，提高采收率是我们科研的重中之重。
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出，石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。
测井工程，在井筒中应用地球物理方法，把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息，特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息，通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施（见工程测井，生产测井，饱和度测井）。
钻井工程，在油气田开发中，有着十分重要的地位，在建设一个油气田中，钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发，往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井（如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等）有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少，固井质量高，能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理，提高钻井速度，是降低钻井成本的关键（见钻井方法，钻井工艺，完井）。
采油工程，是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷，也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施，能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说，则是提高注入能力（见采油方法，采气工艺，分层开采技术，油气井增产工艺）。
