石油地质学与流体力学、有机地球化学、地球物理学、构造地质学、沉积岩石学和岩相古地理学等有密切的关系。例如，这些学科的发展，以及色谱、色谱-质谱、红外光谱、电子显微镜和同位素分析等技术的广泛采用，为解决石油成因问题创造了良好的基础。
一些重要的油气藏与河道砂、三角洲砂、沉积砂和礁密切相关。而这些类型的砂体和礁的分布受沉积体系的控制，因此，只有通过研究沉积岩石学和岩相古地理才能确定储集岩分布的有利地带。
石油地质学与构造地质学关系十分密切。油气的运移和聚集受盆地区域构造和局部构造条件的控制，要想成功地找到与背斜构造、断裂构造，以及不整合面有关的油气田和油气聚集带，就必须深入掌握有关构造地质学的知识。
