Petrol üretim mühendisliği, petrol mühendisliğinin önemli bir alt dalıdır ve yer altındaki petrol ile doğal gazın verimli bir şekilde çıkarılması için gereken ekipmanların tasarımı ve seçimini kapsar. Bu alanda çalışanlar genellikle petrol mühendisi olsa da, makine veya kimya mühendisleri de görev alabilir ve petrol şirketleri tarafından sağlanan özel eğitimlerle uzmanlaşırlar. Görev tanımları oldukça geniştir; kuyu performansını değerlendirmek, boru ve delik seçimi, kum kontrolü, hidrolik kırma işlemleri ve tamamlama sistemlerinin tasarımı gibi kritik süreçleri yönetirler. Ayrıca gaz asansörü ve elektrikli dalgıç pompa gibi yapay asansör ekipmanlarını seçer, üretilen sıvıların ölçümü ve ayrıştırılması için yüzey tesislerini belirler ve stok takibini yaparlar. Yüzey ekipmanlarının tasarımı ise, bu mühendislerin sağladığı veriler doğrultusunda mekanik mühendisleri tarafından gerçekleştirilir, böylece süreç disiplinler arası bir iş birliğiyle yürütülür.