أنشئ قسم هندسة البترول والغاز الطبيعي في العام ١٣٩٤ هجري الموافق ١٩٧٣ ميلادي في مدينة الرياض، وهو أول قسم لهندسة البترول والغاز الطبيعي في المملكة العربية السعودية ومنطقة الخليج. 

يقدم القسم درجتي البكالوريوس والماجستير في علوم هندسة البترول والغاز الطبيعي. تشمل الدراسة لمرحلة البكالوريوس مواد أساسية وتطبيقية في هندسة المكامن و الإنتاج و الحفر و نقل و تخزين البترول والغاز الطبيعي واقتصاديات البترول مع التركيز على البترول العربي بصفة خاصة. ويقدم القسم أيضاً درجة الماجستير في علوم هندسة البترول والغاز الطبيعي بثلاثة تخصصات فرعية: هندسة المكامن وهندسة الإنتاج وهندسة حفر آبار البترول والغاز الطبيعي.

يضم القسم إحدى عشر عضو هيئة تدريس ومحاضر واحد ومعيدَين في مختلف التخصصات في هندسة حفر آبار البترول وميكانيكا الصخور وهندسة استكشاف البترول وهندسة المكامن وتقييم الطبقات وهندسة الإنتاج. يتوفر في القسم أربعة معامل طلابية ومعامل أخرى بحثية يشرف عليها باحث وثلاثة مهندسين بترول وغاز طبيعي. تحوي المعامل العديد من الأجهزة المعملية التي يتم تدريب الطلاب على استخدامها لإنجاز بحوثهم العلمية ومشاريع تخرجهم. يوفر القسم أيضاً معمل حاسبات تحتوي على برامج متخصصة مدركاً لأهمية تأهيل الطلاب لاستخدام برامج مهمة في مجالات التخصص لإعداد خريج القسم بصورة أكمل للمشاركة في عصر التقنية الحديثة.

حسب اخر تصنيف لكيو اس العالمي قسم هندسة البترول والغاز الطبيعي ضمن أعلى ٥٠ قسم على مستوى العالم و يحتل المرتبة ٣٨: