Nafta- ja gaasitööstus, mida nimetatakse ka naftatööstuseks, koosneb kõigist erinevatest ülemaailmsetest jõupingutustest süsivesinike eraldamiseks maapinnast ja nende töötlemiseks kasulikeks aineteks. Selle tööstuse võib jagada mitmeks põhikategooriaks, nagu kaevandamine, töötlemine ja transport. Nafta ja gaasi kaevandamine võib toimuda maal või merel ning süsivesinike leiukohti on erineval kujul üle kogu maailma. Nafta- ja gaasitööstuse töötlev komponent vastutab autode käitamiseks vajalike bensiini ja diislikütuste valmistamise eest, kuid aitab kaasa ka plastide, väetiste ja paljude muude ainete tootmisele. Nafta- ja gaasitööstuse turustamine hõlmab torujuhtmeid, tankerlaevu ja muid vahendeid tooraine transportimiseks töötlemisrajatistesse ja rafineeritud materjalide transportimiseks lõppkasutajatele ja muudele tööstusharudele.
Rafineerimata naftasaadusi on inimesed kasutanud juba eelajaloolistest aegadest, kuigi nafta- ja gaasitööstus on suhteliselt uus. Nafta tööstuslik kaevandamine ja töötlemine algas alles 19. sajandil ning looduslikud õlid ja kivisüsi olid peamised soojus- ja elektriallikad kuni 20. sajandini. Varasemad süsivesinike uurimis- ja kaevandustööd toimusid USA-s Pennsylvanias ja ka mujal, näiteks Venemaal. Esimesed kaasaegsed rafineerimistehased ehitati 1850. aastatel ja esimest naftatankerit kasutati tooraine transportimiseks 1878. aastal.
Nafta- ja gaasitööstuses on kaks peamist kategooriat, mida nimetatakse üles- ja allavooluks. Varasemaid tegevusi nimetatakse sageli naftatööstuse uurimise ja tootmise (E&P) komponendiks. Need toimingud hõlmavad uute naftavarude otsimist, uurimiskaevude puurimist ja süsivesinike tõmbamist pinnale.
Naftatööstuse ülesvoolu komponent vastutab ka erinevate süsivesinike eraldamise eest, tavaliselt toornaftaks ja maagaasiks. Paljud süsivesinike lademed sisaldavad mõlemat toodet, kuigi mitte kõik taaskasutustoimingud ei ole mõeldud mõlema püüdmiseks. Mõned puurimistoimingud lihtsalt põletavad maagaasi ära või süstivad selle tagasi maasse.
Töötlemine ja transport on nafta- ja gaasitööstuse peamised järgnevad toimingud. Maagaasi ja toornaftat transporditakse sageli mööda maad torujuhtmeid pidi, kuigi ka suured tankerlaevad võivad süsivesinikke vee kohal vedada. Nafta- ja gaasitööstuse töötlev sektor koosneb peamiselt rafineerimistehastest, mida kasutatakse toornafta muutmiseks mitmesugusteks kasulikeks toodeteks. See saavutatakse peamiselt fraktsioneeriva destilleerimisega, kuigi teatud tüüpi süsivesinike saamiseks saab kasutada ka erinevat tüüpi krakkimist.