En 2006, le Mexique a produit 3.25 Mbbls/j de pétrole brut et condensats, et 0.43 de liquides de gaz nature, marquant un léger déclin pour le deuxième année consécutive. La consommation nationale s'établissant à environ 2 Mbbls/j, la différence lui permet d'être un exportateur important et, en particulier, l'un des principaux fournisseurs des États-Unis.
L'exploitation du pétrole est le monopole d'une compagnie d'état, la Pemex, perpétuellement au bord de la faillite, car le gouvernement fédéral prélève une large partie de ses recettes. En revanche, la production de gaz est inférieure à la consommation et le pays importe donc du gaz de son puissant voisin. L'essentiel des ressources se concentre dans la baie de Campeche.
Les gisements de cette zone sont logés dans des structures existant grâce à la Météorite de Chicxulub, qui a déformé les roches-réservoirs et créé les structures-pièges. Cet ensemble de gisements, très groupés géographiquement, est dominé par le complexe de Cantarell (ou Akal-Nohoch), un super géant estimé à un maximum de 17 Gbep. Découvert en 1977, il produit environ 1 Mbbls/j de pétrole lourd jusqu'en l'an 2000, date où un colossal projet d'injection d'azote permet de doubler le débit. En 2004, Cantarell produit 2.2 Mbbls/j (65 % de la production de brut du pays). Le gisement a commencé un déclin qui semble très rapide, puisque début 2007 la production est tombée à moins de 1.6 Mbbls/j. Si les évaluations divergent sur le rythme du déclin, toutes s'accordent sur le fait qu'il soit fort et irréversible.
Le deuxième gisement du pays, Ku-Maloob-Zaap, situé à proximité de Cantarell, est redeveloppé à l'aide de la même technologie d'injection d'azote, ce qui a permis d'augmenter la production, qui atteint 500 000 barils/jours début 2008 et devrait encore augmenter jusque 800 000 b/j.
Par la suite, le Mexique espère que la production dans la partie en offshore profond de ce même bassin prendra le relais, néanmoins les quelques puits d'exploration forés pour le moment n'ont révélé que de petites quantités de pétrole très lourd et de gaz naturel.
En dehors de la baie de Campêche, le Mexique possède aussi des gisements de pétrole onshore, en particulier dans la région de Tampico. Ces gisements produisent du pétrole de meilleure qualité que Cantarell, mais sont exploités pour la plupart depuis fort longtemps (années 1900) et largement épuisés. La région de Burgos, près de la frontière américaine (et rattachée géologiquement au Texas), produit surtout du gaz naturel. Le principal espoir d'augmenter le production est le gisement de Chicontepec, qui contient de vastes réserves (surtout du pétrole lourd) mais est extrêmement difficile à exploiter.
Dans l'ensemble, la production mexicaine est entrainée à la baisse par Cantarell, de façon trop rapide pour être entièrement compensée par les nouvelles productions (actuellement, KMZ, ensuite Chicontepec et l'offshore profond), ce qui pose de graves dangers pour le pays, dépendant de l'argent du pétrole pour financer ses programmes sociaux. Au premier trimestre 2008, la production était de 2.91 Mb/j, en baisse de 8% sur un an, néanmoins la production de gaz continue à augmenter.
En 2009 est découvert par BP, le gissement « Tiber », le puit est recouvert de 1 259 mètres d’eau. Les barils facilement récupérables sont de 600 à 900 millions.