Une compagnie pétrolière est une entreprise dont l'activité principale est liée à l'exploitation du pétrole.
Les compagnies pétrolières peuvent être réparties entre les supermajors occidentales, qui sont les acteurs les plus anciens et béneficient des techniques les plus avancées (notamment dans l'offshore) et les compagnies pétrolières nationales, qui ont émergé à partir des années 1970 et tendent à rivaliser avec les premières.
Le cœur de métier de ces compagnies se répartit entre :
À côté de ces activités traditionnelles, les compagnies pétrolières sont fréquemment positionnées dans la chimie, ainsi que dans d'autres formes d'énergie comme le gaz naturel (cas de Total). Certaines compagnies commencent à investir dans les énergies renouvelables (Total avec l'énergie solaire, Shell Renewables,...).