นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมใช้ความรู้จากผู้เชี่ยวชาญด้านธรณีวิทยาในการกำหนดที่ตั้งและขนาดของแหล่งน้ำมันดิบ เขาหรือเธออาจทำงานให้กับ บริษัท น้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติหน่วยงานของรัฐหรือในฐานะผู้รับจ้างอิสระสำรวจสถานที่ต่าง ๆ และหาตำแหน่งน้ำมันสำรอง นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมอาจใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ขั้นสูงในการสำรวจภูมิภาคเพื่อให้เขาหรือเธอสามารถแจ้งผู้เชี่ยวชาญอื่น ๆ ถึงวิธีการและเจาะลึก
นักวิทยาศาสตร์มักใช้เวลาในการวิจัยภาคสนามเป็นอย่างมาก นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมอาจทำงานคนเดียวหรือทำงานเป็นทีมกับมืออาชีพคนอื่นสำรวจพื้นดินและก้นทะเลเพื่อหาแหล่งน้ำมัน เขาหรือเธอจะมองหาสัญญาณว่าอาจมีน้ำมันอยู่ในสถานที่แน่นอนโดยนำตัวอย่างหินผิวและเจาะตัวอย่างขนาดเล็กเพื่อเก็บตะกอนดิน ตัวอย่างหินถูกประเมินโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ชุดวิเคราะห์ธรณีเคมีและอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการอื่น ๆ เพื่อตรวจสอบการมีอยู่ของไฮโดรคาร์บอนและแร่ธาตุอื่น ๆ ที่สอดคล้องกับพื้นที่ที่อุดมด้วยน้ำมัน
นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมสมัยใหม่มักใช้ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS) และระบบข้อมูลทางภูมิศาสตร์ (GIS) เพื่อช่วยในการระบุและบันทึกตำแหน่งของแหล่งสำรองใหม่ การใช้ข้อมูลที่รวบรวมโดยอุปกรณ์ GIS และ GPS ซอฟต์แวร์การทำกราฟสามมิติและตัวอย่างทางกายภาพนักธรณีวิทยาปิโตรเลียมสามารถกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของการสะสมน้ำมันดิบผลตอบแทนที่เป็นไปได้และความลึกที่ บริษัท ควรเจาะ นักธรณีวิทยามักจะคำนึงถึงสภาพแวดล้อมและระบบนิเวศรอบ ๆ แหล่งขุดเจาะที่มีศักยภาพและส่งเสริมการฝึกฝนการขุดเจาะอย่างระมัดระวังเพื่อลดมลภาวะและสิ่งรบกวนต่อโลก
ในการเป็นนักธรณีวิทยาปิโตรเลียมคนมักจะต้องได้รับอย่างน้อยปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยที่ได้รับการรับรอง นายจ้างบางคนโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน่วยงานของรัฐกำหนดให้นักธรณีวิทยาคนใหม่ต้องสำเร็จปริญญาโทหรือปริญญาเอก นอกจากนี้นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมที่เริ่มต้นอาจเลือกที่จะสอบเพื่อรับรองเพื่อปรับปรุงข้อมูลประจำตัวของเขาหรือเธอและเพิ่มโอกาสในการหางาน ในสหรัฐอเมริกาสมาคมนักธรณีวิทยามืออาชีพแห่งสหรัฐอเมริกา (AAPG) ให้การรับรอง อีกหลายประเทศมีคณะกรรมการที่ได้รับการยอมรับในระดับประเทศซึ่งให้การรับรองนักธรณีวิทยาปิโตรเลียม
ความต้องการนักธรณีวิทยาปิโตรเลียมที่มีความรู้โดยทั่วไปนั้นแข็งแกร่ง อุปทานน้ำมันที่ลดลงทั่วโลกกำลังสร้างงานใหม่สำหรับนักวิทยาศาสตร์เพื่อค้นหาแหล่งทุนใหม่และเพิ่มผลผลิตของบ่อที่รู้จัก ผู้เชี่ยวชาญได้รับการว่าจ้างให้ดำเนินการสำรวจใหม่ในพื้นที่ที่ไม่ได้สำรวจเช่นแอนตาร์กติกาและเตียงมหาสมุทรลึก นักธรณีวิทยามีความจำเป็นที่จะต้องสำรวจดินแดนแคนาดาและภูมิภาคอะแลสกาให้ดีขึ้นซึ่งธารน้ำแข็งและทุ่งทุนดรากว้างใหญ่น่าจะเป็นแหล่งสำรองปิโตรเลียมที่สำคัญ
