Nisipurile petroliere sunt un amestec format din nisip și un lichid organic cunoscut sub numele de bitum. Petrolul găsit în nisipul petrolier este lipicios, negru și vâscos. Multe țări din întreaga lume au depozite mari de material, în special Canada și Venezuela. Odată cu utilizarea continuă a petrolului în întreaga lume, nevoia de noi surse de petrol a creat o cerere puternică pentru exploatarea nisipurilor petroliere. Până în secolul al XXI-lea, costul scoaterii petrolului din porțiunea de nisip a depășit profitabilitatea, dar pe măsură ce prețul barilului a crescut dramatic la începutul secolului, la fel a crescut și extinderea extracției nisipului petrolier.
Spre deosebire de sondele petroliere tradiționale, extragerea nisipurilor petroliere este un proces mult mai costisitor și consumator de timp. În general, țițeiul va curge din pământ sub propria sa presiune; totuși, nisipurile petrolifere nu conțin aceeași presiune și vâscozitate, așa că trebuie folosite alte metode. Cea mai obișnuită practică pentru extracția nisipurilor petroliere este prin exploatarea în bandă sau printr-un proces cunoscut sub numele de in situ, care încălzește nisipurile petroliere folosind abur sau aer cald. În plus, trebuie utilizată o metodă de hidroprocesare pentru a purifica petrolul înainte de a fi trimis la rafinărie.
Se crede că nisipurile petrolifere au fost exploatate de oameni încă din vremea lui Neanderthal, cu aproximativ 40,000 de ani în urmă. Dovezile arheologice indică utilizarea lor în construcția de unelte și structuri în Siria și Egiptul antic. Procesul de separare a uleiului de nisip a fost perfecţionat în Franţa până în 1742, conform Muzeului Uleiului din Franţa. Acest proces a folosit o metodă de separare a vaporilor pentru a îndepărta hidrocarburile, care puteau fi apoi valorificate ca combustibil. Astăzi, uleiul derivat din nisipurile petrolifere este frecvent întâlnit în producția de uleiuri sintetice.
Nivelul potențialului în exploatarea nisipurilor petroliere din întreaga lume este imens. Canada și Venezuela dețin echivalentul petrolului brut din lume, cu doar zăcămintele de nisip petrolier ale fiecărei națiuni. Alte zone, precum Statele Unite, Rusia și Orientul Mijlociu au, de asemenea, rezerve vaste de nisipuri petrolifere. Pe măsură ce furnizorii tradiționali de țiței, cum ar fi Arabia Saudită, își folosesc restul rezervelor, se prevede că nisipurile petroliere vor continua să furnizeze lumii suficient petrol pentru a compensa pierderea surselor tradiționale timp de decenii.