Ένας γεωλόγος πετρελαίου χρησιμοποιεί τις εξειδικευμένες γνώσεις του για τις γεωλογικές αρχές για να καθορίσει τη θέση και το μέγεθος των κοιτασμάτων αργού πετρελαίου. Μπορεί να εργαστεί για μια εταιρεία πετρελαίου ή φυσικού αερίου, μια κρατική υπηρεσία ή ως ανεξάρτητο ανάδοχο, εξερευνώντας διαφορετικές τοποθεσίες και εντοπίζοντας αποθέματα πετρελαίου. Ένας γεωλόγος πετρελαίου μπορεί να χρησιμοποιήσει προηγμένη τεχνολογία υπολογιστών για να ερευνήσει μια περιοχή, ώστε να ενημερώσει άλλους ειδικούς πώς και πού να πραγματοποιήσουν γεωτρήσεις.
Οι επιστήμονες συνήθως αφιερώνουν μεγάλο χρονικό διάστημα στη διεξαγωγή ερευνών πεδίου. Ένας γεωλόγος πετρελαίου μπορεί να συνεργαστεί μόνος ή με μια ομάδα άλλων επαγγελματιών, εξερευνώντας χερσαίους και ωκεανούς βυθούς για κοιτάσματα πετρελαίου. Αυτός ή αυτή θα αναζητήσει σημάδια ότι μπορεί να υπάρχει λάδι σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία λαμβάνοντας δείγματα επιφανειακών πετρωμάτων και τρυπώντας ένα μικρό δείγμα φρεατίου για να συλλέξει υπολείμματα ιζημάτων. Τα δείγματα πετρωμάτων αξιολογούνται χρησιμοποιώντας μικροσκόπια, κιτ γεωχημικής ανάλυσης και άλλο εργαστηριακό εξοπλισμό, για τον προσδιορισμό της παρουσίας υδρογονανθράκων και άλλων ορυκτών σύμφωνα με τις περιοχές πλούσιες σε πετρέλαιο.
Οι σύγχρονοι γεωλόγοι πετρελαίου χρησιμοποιούν συχνά παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS) και συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) για να τους βοηθήσουν να εντοπίσουν και να καταγράψουν τις θέσεις των νέων αποθεμάτων. Χρησιμοποιώντας πληροφορίες που συλλέγονται από συσκευές GIS και GPS, τρισδιάστατο λογισμικό γραφικών και φυσικά δείγματα, ένας γεωλόγος πετρελαίου μπορεί να καθορίσει την ακριβή τοποθεσία ενός κοιτάσματος αργού πετρελαίου, την πιθανή απόδοση και το βάθος στο οποίο θα πρέπει να τρυπάνε οι εταιρείες. Οι γεωλόγοι συνήθως λαμβάνουν υπόψη το περιβάλλον και τα οικοσυστήματα που περιβάλλουν μια πιθανή τοποθεσία γεωτρήσεων και προωθούν προσεκτικές πρακτικές γεώτρησης για να ελαχιστοποιήσουν τη ρύπανση και τις διαταραχές στη γη.
Για να γίνει γεωλόγος πετρελαίου, ένα άτομο πρέπει συνήθως να λάβει τουλάχιστον πτυχίο από διαπιστευμένο πανεπιστήμιο. Ορισμένοι εργοδότες, ειδικά οι κυβερνητικές υπηρεσίες, απαιτούν από νέους γεωλόγους να κατέχουν μεταπτυχιακό ή διδακτορικό δίπλωμα. Επιπλέον, ένας αρχάριος γεωλόγος πετρελαίου μπορεί να επιλέξει να δώσει εξετάσεις πιστοποίησης προκειμένου να βελτιώσει τα προσόντα του και να αυξήσει τις πιθανότητες εύρεσης εργασίας. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η Αμερικανική Ένωση Επαγγελματιών Γεωλόγων (AAPG) προσφέρει πιστοποίηση. Πολλές άλλες χώρες έχουν παρόμοια εθνικά αναγνωρισμένα συμβούλια που χορηγούν πιστοποίηση σε γεωλόγους πετρελαίου.
Η ζήτηση για πεπειραμένους γεωλόγους πετρελαίου είναι γενικά έντονη. Η μειωμένη προσφορά πετρελαίου παγκοσμίως δημιουργεί νέες θέσεις εργασίας στους επιστήμονες για να βρουν νέα αποθέματα και να μεγιστοποιήσουν την παραγωγή γνωστών πηγάδων. Οι ειδικοί είναι συμβεβλημένοι για τη διεξαγωγή νέων αποστολών σε ανεξερεύνητες περιοχές, όπως η Ανταρκτική και τα βαθιά ωκεάνια στρώματα. Χρειάζονται γεωλόγοι για να εξερευνήσουν καλύτερα τα καναδικά εδάφη και τις περιοχές της Αλάσκας, όπου οι παγετώνες και οι εκτάσεις της τούνδρας πιθανότατα εγκλωβίζουν σημαντικά αποθέματα πετρελαίου.