石油地质学综合研究是以现代石油地质理论为基础，通过先进或实用的勘探技术方法和有限信息的结合，研究地质历史中三维地质体内部油气的生成、运移与聚集过程，预测油气资源潜力和分布，并将研究结论延伸，指导油气勘探实践的科学。石油地质综合研究由三部分构造，一是以现代石油和天然报导地质理论为指导，以探索和现地质历史中曾经发生过的油气生成、运移和聚集过程为主线，以最终指出油气资源潜力与现今赋存部位为目的的科学探索过程；二是人和技术在石油地质综合研究中发挥着不可替代作用；三是“描述”是石油地质研究中与“预测”功能相孪生存在的重要组成部分。

石油地质学涉及的领域很广。与石油地质学有关的学科是地层学、地史学、古生物学、岩石学、矿物学、构造地质学、沉积学、地球化学、地球物理学、油田水地质学、油层物理学和油藏工程学等专门学科。随着科技的发展，边缘学科不断增加，要求石油地质学综合研究人员熟悉的专业技术不断增加，如地震地质学、层序地层学、遥感地质学、矿场物探学、有机地球化学、海洋地质学、计算数学和石油工程学等。要求研究人员能相互渗透，扩展研究领域。通过不同层次的综合、推理判断，使油气资源更快地被发现，更有成效地被开发利用。

石油地质综合研究不仅要综合石油地质各基础学科和专门学科的分析研究成果，而且更重要的是应用日新月异的现代勘探方法、技术手段、实验仪器来更科学地、精确地预测地下油气地质体的位置和分布范围。制定出正确的勘探开发的战略战术。提高油气勘探的成功率和油气开发的采收率。实现石油地质科学的经济价值与社会价值。