石油科學技術是以石油和天然氣為對象，研究其生成、發現、開採、處理、加工利用的一系列理論認識、方法手段的總稱。
科學是人對客觀世界的認識，是反映客觀現象和規律的知識體系，由科學的概念、定律、定理、原理、學說等系統表述。技術是人對客觀世界的改造，是反映所採用的工藝、方法、技能、規則的手段系統。石油科學技術體系中闡述油氣生成的生成的原理、油氣在自然界運移和賦存的形式、勘探發現的機制、地下油氣水滲透和流動規律等的理論性認識部分，屬於石油科學範疇；以開採、加工為目的的工藝方法、操作技能、信息手段和標準規範等，則屬於石油技術範疇。
技術中也有科學，凡技術工藝的機理性、基礎性理論也屬於科學範疇，稱技術科學。例如，指導石油鑽井的岩石破碎力學、鑽頭及鑽柱動力學、鑽井工程力學、鑽井液流變學等，以及指導油氣田開發的油氣地下滲流力學、油藏工程學、油層物理學、油田化學、油氣動態分析與預測理論等，也屬於石油科學範疇。石油科學技術的組成，從大的部分而言，一般包括油氣地質科學、油氣勘探技術、油氣鑽井工程技術、油氣田開發與開採工藝技術、油氣田地面建設工程、油氣管道及儲運工程、石油機械裝備製造技術、石油煉製與石油化工技術等幾大部分，每個部分又可分解出眾多的專項及單項科學技術。
隨著自然科學和社會科學交叉發展而形成的新學科群——軟科學的普遍應用，石油軟科學也得到了迅速的進展。它為制定決策、戰略、策略、規劃、計劃、方針、政策服務，滲透到石油行業的多個領域，發揮著重要作用，是石油科學技術結構體系中不可或缺的另一個大部分。
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