石油时代（英语：Age of oil、英语：Oil Age或英语：Petroleum Age）代表在人类历史中人类使用石油生产或作为燃料，并对石油需求大增的一个时期。虽然自古以来，未精制的石油已用于各种用途，但在19世纪开始才有精细的石油开采技术和汽油发动机，因此石油时代被公认为始于19世纪。
虽然几千年以来，原油已被人类用于各种用途，但先进的钻井技术、使用内燃机为产品加工和使用汽油发动机等都是始于1800年代，因此人们广泛承认石油时代始于19世纪初。另外，石油时代亦被划分为两个时期：早期和后期。石油时代早期始于1800年代，终于1900年代，贯穿整个19世纪。在石油时代早期中，世界对石油的耗用和对内燃机的使用迅速增加。石油时代后期则始于1900年代，并持续到现在。在石油时代后期中，石油成为世界主要能源，石油开采技术高速发展，而各国也大量开采石油以应付极高的需求。
自从工业革命发生后，化石燃料便一直被用作一个能源。煤炭开始被广泛使用，并继续保持着人类主要能源的地位，直到20世纪。然而，两个事件彻底改变了石油时代的发展。第一件事是亚伯拉罕·皮诺·格斯纳（英语：Abraham Pineo Gesner）于1846年发明了煤油，将煤和石油变成照明燃料。煤油这一发明提高了石油的可用性，并因此增加其需求。而第二事则是埃德温·德雷克（英语：Edwin Drake）于1859年发明了用于现代深水油井的钻井技术，并导致石油开采业开始蓬勃发展。约翰·戴维森·洛克菲勒于1870年创立垄断世界石油产业的标准石油公司。洛克菲勒亦于1870年至1897年期间担任主席一位。可惜的是，标准石油于1911年被美国最高法院勒令拆解。卡尔·本茨亦于1885年他设计和制造了世界上第一辆能实际应用的内燃机发动的汽车，致使石油需求大增。
石油时代后期则通常被认为始于1901年。当时，石油公司在斯平德尔托普（英语：Spindletop）发现大量石油。自此，石油便被大量开挖，并令到大规模消耗石油变得可能。
电力的出现亦使得石油的使用量大增，而始于1945年，即第二次世界大战结束那一年开始的经济扩张（英语：post–World War II economic expansion）亦促使世界对石油相关产品的需求大增，并导致石油需求大增。人口爆炸亦增加了对石油的需求。至今，石油需求仍然在上升。
自从20世纪60年代和20世纪70年代以来，随着许多工业化国家的石油产量达到顶峰，不少学者便认为全球产量将会达到顶峰。于1956年，地球物理学家M·金·哈伯特（英语：M. King Hubbert）推导美国的石油产量将会在1965年至1970年期间达到顶峰。而实际上美国的石油产量是在1971年。哈伯特亦根据1956年的石油产量数据推导出世界石油产量将会在21世纪初达到顶峰。于1989年，科林·坎贝尔（英语：Colin Campbell (geologist)）预计世界石油产量将会在2007年达到顶峰 ，但石油产量在2012年仍然创了新高。
尽管石油产量将会在2010年代达到顶峰，但石油时代仍然不会因此而马上完结。哈伯特估计石油产量将会在2050年减半，而这才可能结束石油时代。石油输出国组织亦于2004年预计2025年的石油需求将会增加近一倍。这显示石油将会变得供不应求，并可能结束石油时代。
除了石油产量和需求会导致石油时代结束，其他燃料亦可能取代石油的主要燃料地位，并因此结束石油时代。随着三位一体核试于1945年成功和核能的发展，许多学者在20世纪中叶均认为石油时代即将结束，并会被核子时代取代。但是，核能至今仍然很难取代石油的地位。
