مهندسی نفت (به انگلیسی: Petroleum engineering) کاربرد دانش، فناوری، ریاضیات و اقتصاد در فرایند اکتشاف، استخراج، برآورد مخزن و توسعه نفت، گاز و سایر ترکیبات هیدروکربوری از مخازن زیرزمینی و انتقال آنها به پالایشگاه، صنایع پایین‌دستی و مصرف‌کننده‌است. شایان توجه است که پالایش نفت در حیطۀ صنایع پایین‌دستی صنایع نفت و گاز بوده و در محدودۀ مهندسی شیمی قرار می‌گیرد.
در سال‌های اخیر به‌دنبال تغییراتی که در رویکرد سرمایه‌ها به‌سوی منابع جدید انرژی صورت گرفته است، بسیاری از دانشگاه‌ها همچون استنفورد و دانشگاه کالیفرنیا این رشته را به مهندسی منابع انرژی تغییر نام داده‌اند؛ چرا که مباحث طرح‌شده در انرژی زمین‌گرمایی و سایر انرژی‌های نوین کماکان بسیار نزدیک به‌این رشته می‌باشد. در مهندسی نفت دروسی همچون ریاضیات، فیزیک، مکانیک سیالات، استاتیک، ترمودینامیک، انتقال حرارت، انتقال جرم، زمین شناسی و ... تدریس می شود.
مهندسی نفت به چندین گرایش تقسیم می‌شود. در زیر به‌معرفی این گرایش‌ها می‌پردازیم:
مهندسی اکتشاف: این گرایش ارتباط نزدیکی با زمین‌شناسی دارد. در اولین مرحله کشف حوزه‌های نفتی انجام می‌گیرد. مهندسان اکتشاف با بکار بردن شیوه‌های مختلف (مانند لرزه نگاری) به وجود یا عدم وجود نفت پی می‌برند.
مهندسی مخازن: به‌گونه‌ای عمل می‌کنند که محصول نفت و گاز به‌واسطه تعیین موقعیت مناسب چاه، سطح میزان استخراج و افزایش‌دادن روش‌های بازیافت نفت، بهینه‌سازی شود.
مهندسی حفاری: از لحاظ فنی، حفاری اکتشافی، استخراج و تزریق چاه‌ها را مدیریت می‌کند.
مهندسی بهره برداری: که شامل مهندسی زیرسطحی است که اختلال بین مخزن و چاه را مدیریت می‌کند. وظایف مهندس بهره‌برداری، پرفوراسیون، مهارکردن شن، کنترل جریان حفاری نزولی، کنترل تجهیزات حفاری نزولی، ارزیابی کردن روش‌های ساختگی انتقال از راه هوا و همچنین انتخاب سطح تجهیزاتی که جداکننده مایع تولید شده‌اند (نفت، گاز طبیعی و آب)، هستند.
