石油发酵（petroleum fermentation）利用微生物对石油（或其组分）的作用生产某些产品的新型工业。它在六十年代出现后，打破了几个世纪以来以发酵工业一向以碳水化合物为原料的传统，对节约粮食，开发利用石油资源意义重大，受到世界各国的高度重视。微生物利用石油（或其组分），可将其同化成菌体，从而可制得菌体蛋白质、脂肪、核酸等；微生物对石油（或其组分）进行氧化可以制得多种重要化工原料或医药、化工产品；微生物对石油的作用还可以用来使石油脱蜡、脱硫。微生物能使化学上很稳定的石油在常温、常压下发生变化，与化学工艺相比，石油发酵不需要耐高温、耐高压、耐酸的设备是其一大优点。但是由于发酵产品中可能残留某些致癌烃类物质，这是必须防范的。