西南石油大学研究生院是教育部批准成立的高水平研究生教育机构，是西南地区唯一一所石油类研究生院。研究生院以培养高素质的研究型、创新型和应用型人才为主要任务，拥有5个主要研究领域：油气地质学、油气工程、油气管道与储运工程、材料工程和环境科学与工程。其中油气工程、油气地质学授权博士学位授权单位，优势学科博士后流动站4个。
研究生院十分注重人才培养的科研实践能力。目前，研究生院重点开展了一批涵盖国际、国内及企业合作的研究项目，通过开设学术沙龙、学术大讲堂等学术交流平台，扎实推进学术创新与本科教育教学质量的提高，搭建了一座人才培养的桥梁。
此外，研究生院秉承“海纳百川、人才面向全球”的人才培养理念，吸引了大量优秀的海外留学生来校学习。同时，研究生院注重与国内外知名高校、科研机构等的合作与交流，积极开展国际学术交流与合作，不断推进研究生教育、科研及人才培养水平的提高。
在各项指标上，西南石油大学研究生院都取得了较为显著的成果。根据2020年QS世界大学研究生层次排名，全球石油天然气类专业排名第136位。
