石油工业主要从事石油勘探、石油开发、石油加工和基础原材料生产。涉及勘查技术与工程(含石油地球物理勘探、地球物理测井)、资源勘查工程、石油工程(含钻井、采油、油藏工程)、油气储运工程和加工等专业方向。石油工业由“上游”和“下游”两大部分构成，上游包括石油勘探与石油开采，下游包括石油炼制与石油加工。
目前，我国有三大国有石油公司：中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司和中国海洋石油总公司。
中国石油天然气集团公司(简称“中国石油集团”，英文缩写CNPC)是根据国务院机构改革方案，于1998年7月在原中国石油天然气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业集团；系国家授权投资的机构和国家控股公司；是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现代企业制度运作，跨地区、跨行业、跨国经营的综合性石油公司。作为中国境内最大的原油、天然气生产、供应商和最大的炼油化工产品生产、供应商，中国石油集团业务涉及石油天然气的勘探开发、炼油化工、管道运输、炼化产品销售、石油工程技术服务、石油机械加工制造、石油贸易等各个领域。在中国原油、天然气生产、加工和市场中占据主导地位。中国石油集团在《财富》杂志2007年公布的世界500强企业排名中名列第24位(按年营业收入排序)。中国石油集团在中国境内东北、华北、西北、西南等广大地区拥有13个大型、特大型油气田企业；16个大型、特大型炼油化工企业；19个石油销售企业；一大批石油、石化科研院所和石油施工作业、技术服务、机械制造企业。在中东、北非、中亚、俄罗斯、南美等地区拥有近30个油气勘探开发和生产建设项目。2006年中国石油集团在国内生产原油1.06636×108t，生产天然气442.1×108m3，加工原油1.24067×108t；同时在海外获取权益原油产量2807.3×104t，天然气38.0×108m3。2006年实现销售收入8936.5亿元，利润总额1857.6亿元、净利润1057.6亿元，利润在国内企业中位居榜首。
中国石油化工集团公司(简称“中国石化集团”，英文缩写Sinopec)是1998年7月国家在原中国石油化工总公司基础上重组成立的特大型石油石化企业集团；是国家授权投资的机构和国家控股公司。中国石油化工集团公司主营业务包括：原油、天然气的勘探、开采、储运、销售和综合利用；石油炼制；汽油、煤油、柴油的批发；石油化工及其他化工产品的生产、销售、储存和运输；石油石化工程的勘探设计、施工、建筑安装；机电设备制造；替代能源产品的研究、开发、应用；自营和代理各类商品和技术的进出口业务；技术信息及咨询服务。中国石油化工集团公司在《财富》杂志2007年公布的世界500强企业排名中名列第17位。2006年中国石化集团公司在国内生产原油4016.7×104t，生产天然气72.7×108m3，加工原油1.57×108t。2006年实现主营业务收入10646.7亿元，实现利税1390.3亿元，其中利润672.4亿元。
中国海洋石油总公司(简称“中国海油”，英文缩写CNOOC)是1982年2月成立的国家石油公司，负责在中国海域对外合作开采海洋石油、天然气资源。经过二十多年的发展，中国海洋石油总公司已由原先单纯从事油气开采的纯上游公司演变为主业突出、产业链完整的综合型企业集团。形成了油气勘探开发、专业技术服务、基地服务、化工化肥炼化、天然气及发电、金融服务等六大板块。2006年中国海洋石油总公司国内外油气总产量4033×104t油当量，海外权益产量580×104t；实现销售收入1324亿元，利润达到490亿元。