西安石油大学石油工程学院在长期的发展中，坚持以西部为基础，放眼全国，充分考虑我国陕甘宁、塔里木、吐哈、准噶尔等地区油气田的独特地质特点，如储层多样、埋藏深、地质复杂、气候恶劣，同时依托西安的高新技术密集区和东西部交通枢纽的地理优势。学院通过交叉与渗透石油天然气工程与电子信息技术、仪器仪表自动化技术、精细化工技术、军工技术（如爆炸与燃烧、大功率微波技术、机械测控技术），以及人工智能与计算机技术等学科，构建了丰富的研究领域，确立了鲜明的学科特色。
自1992年起，学院开始招收硕士研究生，目前设有油气井工程（082001）、油气田开发工程（082002）、油气储运工程（082003）三个硕士专业点。其中，油气田开发工程学科更是亮点，它被列为陕西省重点建设学科，与国家工程实验室——低渗透油气田勘探开发国家工程实验室共建。学院还拥有多个省部级实验室和工程研究中心，涵盖渗流理论、油气藏模拟、采油采气工程、提高采收率技术以及油气藏描述与开发地质建模等领域。
在油气井工程领域，自1995年起，学院作为中国石油天然气总公司的重点建设学科，于2001年升级为陕西省重点学科。学院在此领域的研究方向包括储层保护、导向钻井技术、井筒信息应用以及深井与超深井钻井技术。
油气储运工程专业于1996年设立，主要研究方向聚焦于油气管道和储罐的强度研究以及油气集输与安全技术，为能源输送提供坚实的技术支撑。
西安石油大学石油工程学院前身为油田开发系，组建于1958年7月，1969年9月随学院一起改为工厂，1985年恢复重建,是西安石油大学的主干院系。1995年将钻井工程、采油工程和油藏工程专业合并为石油工程专业，1999年创办油气储运工程专业。 学院现有2个省部级重点学科(油气井工程学科、油气田开发工程学科),1个联合培养博士授权点(油气田开发工程)，3个硕士学位授权点（油气田开发工程、油气井工程、油气储运工程）。