西安石油大学石油工程学院拥有多个专业，其中石油工程专业是核心，涵盖钻井、采油及油藏专业，是石油和天然气工业的重要支撑。该专业被陕西省政府评为首批“陕西普通高等学校名牌专业”，并在2010年被评为国家级特色专业。
石油工程专业的目标是培养德、智、体、美全面发展的人才，他们具备扎实的理论基础和广泛的知识面，能够从事工程设计、科技开发、生产管理与施工工作，成为应用型高级专门人才。主要课程包括化学基本原理、油田地质基础、工程力学等，学生需掌握油气田开发设计的基本理论和技能。
油气储运工程专业专注于油气的收集处理、输送与储存，与石油工程、化学工程等密切相关，是石油产业链的重要环节。该专业致力于培养能在油气储运工程领域工作，具备科技开发能力的高级专门人才，课程涵盖工程热力学、油库设计等。
海洋油气工程专业则聚焦海洋油气开发，旨在培养具备现代海洋油气工程设计、施工和科研能力的高级工程技术人才，学生将学习海洋平台工程、海洋腐蚀防护等专业知识。
在油气井工程和油气田开发工程中，学生将深入研究钻井、测井等技术，掌握理论基础和实践技能，同时具备外语阅读能力和独立科研能力。
对于油气储运工程的硕士研究生，培养目标是具备坚实的基础理论和专门知识，能在油气储运领域进行科研和技术开发，同时具备良好的外语水平和科学研究能力。
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）。