الأثر البيئي لصناعة النفط واسع النطاق وقابل للتوسع أيضًا، إذ أن له العديد من الاستخدامات. يعدّ كل من النفط الخام والغاز الطبيعي من مصادر الطاقة الأولية والمواد الخام التي تسهّل العديد من جوانب الحياة اليومية الحديثة والاقتصاد العالمي. زادت الإمدادات منها بسرعة على مدار المئة وخمسين عامًا الماضية، لتلبية متطلبات الزيادة السريعة في عدد السكان والإبداع والنزعة الاستهلاكية.
تُنتج كميات كبيرة من النفايات السامة وغير السامة أثناء مراحل استخراج النفط والغاز وتكريرهما ونقلهما. يمكن لبعض المنتجات الصناعية الثانوية، مثل المركبات العضوية المتطايرة ومركبات النيتروجين والكبريت، والنفط المتسرب، أن تلوث الهواء والماء والتربة بمستويات ضارة حيويًا، عندما تُدار بشكل غير صحيح. يعد الاحترار المناخي وتحمض المحيطات وارتفاع مستوى سطح البحر تغيرات عالمية تعززها انبعاثات الصناعة من غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان، والهباء الجوي الدقيق مثل الكربون الأسود.
يعد استخراج الوقود الأحفوري أكبر مساهم في التراكم المستمر للكربون في المحيط الحيوي للأرض من بين الأنشطة البشرية الأخرى. أفادت وكالة الطاقة الدولية وآخرون أن استخدام النفط والغاز تجاوز أكثر من 55% (18 مليار طن) من الرقم القياسي البالغ 32.8 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون المنطلق في الغلاف الجوي من جميع مصادر الطاقة خلال عام 2017. يشكل استخدام الفحم معظم النسبة المتبقية البالغة 45%. يستمر إجمالي الانبعاثات في الارتفاع كل عام تقريبًا: زيادة أخرى بنسبة 1.7% إلى 33.1 مليار طن في عام 2018.
ساهمت صناعة النفط من خلال عملياتها بشكل مباشر بحوالي 8% (2.7 مليار طن) من 32.8 مليار طن في عام 2017. ساهمت الصناعة بشكل مباشر بحوالي 79 مليون طن على الأقل من الميثان (2.4 مليار طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون) في نفس العام نظرًا للإطلاقات المتعمدة وغيرها من الغاز الطبيعي، وهي كمية تعادل حوالي 14% من جميع الانبعاثات الطبيعية وبشرية المصدر المعروفة لغاز الاحترار الفعال.
يمكّننا النفط- وكذلك أنواع الوقود مثل البنزين والغاز الطبيعي المسال- من استخدام العديد من المواد الكيميائية والمنتجات الاستهلاكية، مثل الأسمدة والبلاستيك. لا يمكن تحقيق معظم التقنيات البديلة لتوليد الطاقة ونقلها وتخزينها إلا في هذا الوقت بسبب فائدتها المتنوعة. تعد المحافظة على الطبيعة، والكفاءة، وتقليل آثار النفايات للمنتجات النفطية إجراءات فعالة في الصناعة والمستهلكين نحو تحقيق استدامة بيئية أفضل.