Địa chất dầu khí đề cập đến tập hợp cụ thể của các ngành địa chất được áp dụng để tìm kiếm hydrocarbon (thăm dò dầu).
Địa chất dầu khí chủ yếu liên quan đến việc đánh giá bảy yếu tố chính trong lưu vực trầm tích: Nguồn, hồ chứa, con dấu, bẫy, thời gian, trưởng thành và di cư.
Nói chung, tất cả các yếu tố này phải được đánh giá thông qua một ‘cửa sổ’ giới hạn vào thế giới dưới bề mặt, được cung cấp bởi một (hoặc có thể nhiều hơn) các giếng thăm dò.
Những giếng này chỉ có một đoạn 1 chiều xuyên qua Trái đất và kỹ năng suy ra các đặc điểm 3 chiều từ chúng là một trong những điều cơ bản nhất trong địa chất dầu mỏ.
Gần đây, sự sẵn có của dữ liệu địa chấn 3D giá rẻ và chất lượng cao (từ địa chấn phản xạ) đã hỗ trợ rất nhiều cho tính chính xác của việc giải thích như vậy.