オイルサンド（Oil sand）とは、流動性をもたない高粘度の重質油を含む砂ないし砂質岩のことをいう。母岩が砂岩ではなく頁岩であり、炭化水素の根源物質であるケロジェンを大量に含むものをオイルシェールと呼ぶ。いずれも石油を含んだ油層が、なんらかの地穀変動で地表近くにもたらされたものと考えられる。オイルサンドの理蔵量は約２兆バレル（サウジアラビアの原油埋蔵量にほぼ相当）と推定され、その44％がカナダ、50％がべネズエラにある。極めて低質なものは日本でも新潟市の新津油田などにある。一方、オイルシェールの埋蔵量は３兆バレル以上といわれ、アメリカ、ブラジル、ロシアなど世界の各地に埋蔵量の大きな地域がある。近年の原油高や生産技術の向上で脚光を浴びるようになった。採油に伴う産業廃棄物などの環境対策やコスト面から、オイルサンドやオイルシェールを採掘せず、石油分だけを回収する油層内回収方式の研究開発が進められている。