纳米技术是亚原子水平的工程学，未来纳米技术的应用将会极大地促进油气开采和利用。在钻井方面，纳米管如碳纤维管可以作为更轻、更坚固和更耐腐蚀的海上油气钻井的材料，用纳米技术设计的其它工具可以探测和确定油气储量或划定油气储量和边界。在炼油方面，纳米催化剂可以优化原油处理过程，降低原油的粘度和硫含量。在提高采收率方面，纳米润滑剂可以通过在流体表面上浓缩气体提供超薄保护膜，从而减小油气流动中的摩擦；应用纳米技术还可以设计出更好的化学用剂，制造显微计量装置和布置纳米载体，以便更有利地采收油气。
　　
    埃克森美孚公司投入了大量人力研发纳米技术，尤其是在下游作业方面。埃克森美孚公司研究和工程公司的纳米技术设计人员设计研制出的纳米催化剂在炼油中广泛应用，并能加速作业速度和减小对动力的需求。这些催化剂分子能够选择化学物质进行反应，并且可以针对不同尺寸和形状的孔隙进行设计。
　　
    埃克森公司研制的新沸石催化剂孔隙宽度小于1nm，可在阻挡较大分子的同时使更小的分子通过。在储运方面，埃克森公司还应用纳米技术提高管道用钢的强度。
　　
    由于纳米技术的巨大前景，贝克休斯、斯伦贝谢等公司也已开始着手该技术的研发。