Một mỏ dầu với hàng tá giếng dầu đang được khai thác. Đây là mỏ Summerland, gần Santa Barbara, California, trước năm 1906. Mỏ Mittelplate nằm ở Biển Bắc. Ngọn lửa đá phiến sét Eagle Ford có thể nhìn thấy từ không gian (bước sóng xanh lục và hồng ngoại), ngay vòng cung giữa "1" và "2", giữa các thành phố ở phía đông nam Texas năm 2012.

Mỏ dầu (Oil field) là một khu vực khai thác với sự tập trung các bể chứa tự nhiên có khả năng tích trữ dầu khí nằm dưới bề mặt của lớp vỏ Trái Đất, trong đó dầu mỏ bị bẩy bên trong những lớp đá có độ rỗng được bịt kín và có khả chống thấm nước. Nói cách khác, diện tích trên bề mặt nằm phía trên bẩy chứa dầu khí cũng được gọi là mỏ dầu.[1][2]

Bởi vì các vỉa chứa dầu (oil reservoirs) điển hình có khả năng bao phủ một khu vực rộng lớn kéo dài đến hàng trăm ki-lô-mét, để có thể khai thác toàn bộ cần đòi hỏi rất nhiều giếng dầu (oil well) nằm rải rác trên một số khu vực nhất định. Ngoài ra, còn có những giếng dầu đang trong hoạt động thăm dò tìm kiếm xung quanh vỉa, các đường ống vận chuyển dầu khí, và các thiết bị chức năng hỗ trợ.

Bên cạnh đó, các mỏ dầu khí nằm cách xa khu vực dân cư sinh sống, vì thế hình thành khai thác mỏ thường là những nhiệm vụ cực kì phức tạp trong việc tổ chức cung ứng vận chuyển. Điều này có thể vượt qua yêu cầu khai thác đơn thuần, để bao gồm các cơ sở hạ tầng liên kết. Ví dụ, các công nhân, kỹ sư dầu khí yêu cầu đòi hỏi nơi ăn ở để cho phép họ có thể làm việc trên các giàn khoan hay các nơi chứa mỏ dầu khí. Nói cách khác, phòng ở và trang thiết bị cần phải có điện nước. Ở những nói có khí hậu khắc nghiệt, những đường ống vận chuyển dầu khí cần phải được sưởi ấm. Cho nên, khí đốt dư thừa có thể bị rò rỉ (burned off) ra bên ngoài nếu không có cách nào tận dụng nó - đòi hỏi phải có lò sưởi, ống khói, và đường ống để vận chuyển đến lò sưởi.

Vì thế, các mỏ dầu khí điển hình được coi như những thị trấn nhỏ độc lập nằm giữa khu vực rộng lớn cùng với các thiết bị khoan khai thác hay thiết bị bơm lấy dầu mỏ (pump jacks) mà trong thuật ngữ chuyên ngành dầu khí gọi là "nodding donkeys" bởi vì cánh tay đòn bẩy của thiết bị. Các tập đoàn công ty dầu khí trên thế giới như Hill International, Bechtel, Esso, Weatherford International, Schlumberger Limited, Baker Hughes và Halliburton có riêng cho mình những bộ phận chuyên môn hóa đóng vai trò thực hiện xây dựng quy mô lớn về cơ cấu hạ tầng dầu khí cũng như cung cấp các dịch vụ đặc thù để khai thác mỏ dầu một cách hiệu quả.

Đã có hơn 40.000 mỏ dầu nằm rải rác trên toàn cầu, trên đất liền và ngoài khơi. Mỏ dầu khí lớn nhất nằm ở Cánh đồng Ghawar ở Ả Rập Saudi và Cánh đồng Burgan ở Kuwait, với hơn 60 tỷ thùng (9.5×109 m3) ước tính theo mỗi thùng. Hầu hết các mỏ dầu khí rất nhỏ. Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (Cơ quan Thông tin Năng lượng), tính đến năm 2003, chỉ riêng Hoa Kỳ đã có hơn 30.000 mỏ dầu.

Trong thời đại hiện nay, vị trí của các mỏ dầu có trữ lượng dầu quy mô lớn có vai trò thiết yếu cơ bản trong nhiều cuộc xung đột địa chính trị.[3]

Thuật ngữ "mỏ dầu khí" cũng được sử dụng như một cách viết tắt để chỉ toàn bộ ngành dầu khí. Tuy nhiên, chính xác hơn là chia ngành công nghiệp dầu mỏ thành ba lĩnh vực: thượng nguồn (sản xuất thô từ giếng và tách nước từ dầu), giữa nguồn (vận chuyển đường ống và tàu chở dầu thô) và hạ nguồn (tinh chế, tiếp thị các sản phẩm tinh chế và vận chuyển đến kho chứa xăng dầu).