在任何开采作业展开之前，首先要找到石油和天然气，出于此目的，石油工业在勘探领域投入极大，这是在严谨的科学研究中所必需的投入，当然也有碰运气的成分。从事此项工作的地质科学家们成功发现新油田并在增加油气处理方面发挥着重要作用，寻找地下石油和天然气资源是一项颇具风险的任务。
实际上，这种工作相当于一种赌博：要对勘探的“野猫井”（风险井）投入大量资金，因为在对地球的分析与研究中，人类面临着太多的未知因素。石油与天然气藏的形成与演化有许多必备条件：必须有油气生成且它们必须运移至有圈闭存在的合适位置。地质科学家利用许多科技手段去推测（通过对勘探区块的详细分析）在何处这些必备条件能够组合在一起形成石油和天然气藏，但这种推测结果根本无法确定勘探是否可以获得成功。
在新的钻井工程中，高投资使得风险进一步增加。2002年，美国钻一口深度为5000英尺（这是标准的陆上油井的深度）新井的平均费用为100万美元。今天，同样深度的钻井费用约为80万美元。发现新的油气田的高额投资就需要在钻并全面铺开之前做好前期的勘探工作。发现石油和天然气的勘探技术始于约150年前，当时，美国人EdwinDrake在美国宾夕法尼亚州成功地钻成了第一口油井。
早期的石油勘探者采用的方法是沿着被河谷切割的低地和附近的峭壁观察，寻找油苗。水井中偶然也会有油气显示，可以提供地下存在石油的线索。在早期的勘探活动中，人们第一次使用了“野猫井”这个词，当时宾夕法尼亚州的丛林中活跃着大量的野猫和山狮。入夜以后，当石油工人们在钻井台上工作时，他们常常会听到丛林中传来的野猫叫声，这样，在这一地区早期完成的石油探井就取名为“野猫井”。
总结起来，一支勘探队最初阶段的任务就是确定在哪里可能隐藏着石油和天然气，他们开始非常仔细地在地表进行观察。在勘探的最初期，地质学家利用卫星照片进行方圆几百平方千米区域的评价。利用这种大尺度的照片，圈出需要详细勘察的区域――哪里有肉眼可见的断层或弯隆，那里就具有进一步详查的价值，那里就是将要开展工作的地方。
他们整理好行装，带好野外用的地质锤和罗盘等，准备采集各种岩石标本。这些岩石样品可以提供无价的信息，包括岩石的性质、岩石的各种年龄和地下褶皱与断层的资料。然后，科学家用这些数据绘制地质图，再将其他数据如构造板块位置等结合起来，得出关于当地地下情况的初步认识。
