Saudi Aramco có trụ sở tại Dhahran, song có hoạt động trên khắp toàn cầu, bao gồm khai thác, sản xuất, lọc hoá dầu, phân phối và tiếp thị. Toàn bộ các hoạt động này của công ty đều nằm dưới sự giám sát của Bộ Dầu mỏ và Tài nguyên Khoáng sản cùng với Hội đồng Tối cao về Dầu mỏ và Khoáng sản.[27] Tuy nhiên, bộ chịu trách nhiệm lớn hơn nhiều so với hội đồng trong vấn đề này.[27]

Một phần đáng kể lực lượng lao động của Saudi Aramco là các nhà địa vật lý học và địa chất học. Saudi Aramco đã thăm dò các nguồn dầu khí từ năm 1982. Hầu hết quá trình này diễn ra trong Trung tâm Thăm dò và Kỹ thuật Dầu mỏ (EXPEC). Ban đầu, Saudi Aramco sử dụng siêu máy tính Cray (CRAY-1M) trong Trung tâm Máy tính EXPEC (ECC)[28] để hỗ trợ xử lý số lượng dữ liệu khổng lồ thu được trong quá trình thăm dò và đến năm 2001, ECC quyết định sử dụng các cụm Linux để thay thế cho các hệ thống Cray. ECC lắp đặt một hệ thống siêu máy tính mới vào cuối năm 2009 với dung lượng lưu trữ là 1.050 terabyte (tức vượt một petabyte), là hệ thống lưu trữ lớn nhất trong lịch sử của công ty nhằm hỗ trợ việc thăm dò tại các khu vực biên giới và trên biển Đỏ.[29]

Ban đầu, công ty không có kế hoạch về lọc dầu, song chính phủ Ả Rập Xê Út muốn chỉ có một công ty về sản xuất dầu. Do đó, vào ngày 1 tháng 7 năm 1993, chính phủ ban hành một sắc lệnh về sáp nhập Saudi Aramco với công ty lọc dầu quốc gia là Samarec. Đến năm sau, một công ty con của Saudi Aramco giành được 40% vốn chủ sở hữu của Petron Corp., là công ty lọc dầu thô và tiếp thị lớn nhất tại Philippines. Kể từ đó, Saudi Aramco chịu trách nhiệm về lọc dầu và phân phối chúng trong nước.[10] Năm 2015, năng lực lọc dầu của Saudi Aramco là 5,4 triệu thùng trên ngày (860.000 m3/d) (đầu tư liên doanh quốc tế: 2.500 Mbbl/d (400.000.000 m3/d), đầu tư liên doanh nội địa: 1.900 mpbd, và vận hành nội địa hoàn toàn: 1.000 Mbbl/d (160.000.000 m3/d).)[30] Hoạt động hạ nguồn của Saudi Aramco đang chuyển trọng tâm sang tích hợp các hạ tầng lọc dầu và hoá dầu. Vụ đầu tư đầu tiên của họ vì mục tiêu này là với Petro Rabigh, liên doanh với Sumitomo Chemical Co. và bắt đầu vào năm 2005 trên bờ biển Đỏ.[10]

Các nhà máy lọc dầu nội địa:[30]

• Nhà máy lọc dầu Jeddah (78.000 bbl/d (12.400 m3/d))
• Nhà máy lọc dầu Ras Tanura (550.000 bbl/d (87.000 m3/d))
• Nhà máy lọc dầu Riyadh (126.000 bbl/d (20.000 m3/d))
• Nhà máy lọc dầu Yanbu Refinery (245.000 bbl/d (39.000 m3/d))

Đầu tư lọc dầu nội địa:[30]

• Saudi Aramco Mobil Refinery Co. Ltd. (SAMREF), Yanbu (400.000 bbl/d (64.000 m3/d))
• Saudi Aramco Shell Refinery Co. (SASREF), Jubail (300.000 bbl/d (48.000 m3/d))
• Petro Rabigh, Rabigh (400.000 bbl/d (64.000 m3/d))
• Saudi Aramco Base Oil Co. (Luberef)
• Saudi Aramco Total Refining and Petrochemical Co. (SATORP), Jubail[31] (400.000 bbl/d (64.000 m3/d))
• Yanbu Aramco Sinopec Refinery (YASREF), Yanbu (400.000 bbl/d (64.000 m3/d))

Đầu tư lọc dầu quốc tế:[32]

• Fujian Refining and Petrochemical Co. (FRPC), Trung Quốc
• Sinopec SenMei (Fujian) Petroleum Co. Ltd. (SSPC), Trung Quốc
• Motiva Enterprises LLC, Hoa Kỳ
• Showa Shell, Nhật Bản
• S-Oil, Hàn Quốc
• Saudi Refining Inc., Hoa Kỳ[33]

Saudi Aramco thuê một số tàu chở dầu để vận chuyển dầu thô, dầu và khí đốt tinh luyện đến các quốc gia khác nhau. Họ lập ra một công ty con mang tên Vela International Marine để quản lý vận chuyển đến Bắc Mỹ, châu Âu và châu Á.[34] Họ là cổ đông trong Tổ hợp công nghiệp hàng hải toàn cầu Quốc vương Salman, được kỳ vọng là xưởng đóng tàu lớn nhất thế giới khi hoàn thành.[35]