Le transport du pétrole est le plus souvent par un réseau d'oléoducs (ou de gazoducs si c'est un gisement de gaz) allant du lieu de production jusqu'au terminal maritime de chargement. La construction d'un tel réseau nécessite de grands moyens financiers, parfois des négociations de longue haleine entre les compagnies pétrolières et les États si l'oléoduc doit traverser un ou plusieurs États avant d'aboutir au terminal maritime.

A l'heure actuelle, il existe de nombreux oléoducs et de gazoducs dans le monde entier et principalement en Russie( premier réseaux au monde)aux États Unis d'Amérique, au Canada et en Europe, et au Moyen Orient .

Pour ce faire, au départ le fluide est passé par une station de compression qui comprime et élève la pression à un certain niveau. Il est ensuite envoyé dans l'oléoduc pour être acheminé vers la destination. Mais, en cours de route, par friction interne entre la paroi du tuyau et le fluide, la pression diminue et le pétrole n'avance plus dans l'oléoduc. Cette diminution de pression s'appelle la perte de charge. Aussi l'oléoduc est toujours équipé de stations de pompage relais qui sont des stations de compression afin de maintenir une pression constante dans le tuyau tout au long de l'oléoduc, plus ou moins nombreuses selon la configuration du terrain traversé (montagne, vallée ou plaine) pour maintenir une pression assez élevée afin de pouvoir écouler le brut à un débit raisonnable. Le transport par oléoduc se fait par tranche ou cycle. En effet, il est fortement déconseillé de mélanger un brut HTS avec un brut BTS, ou bien un brut léger à un brut lourd car ceux-ci n'ont pas le même prix à l'achat et à la revente. Il en est de même pour les produits.

La puissance de pompage mise en jeu est donc fonction du profil du terrain traversé, et également de la densité, du point d'écoulement (température à laquelle un produit liquide s'écoule normalement) et de la viscosité du brut (ou du produit) transporté.

Ces considérations sont également valables pour un gazoduc qui transporte du gaz depuis le gisement, soit directement vers les lieux de consommation, soit vers les terminaux maritimes où des équipements spéciaux permettent de liquéfier le gaz avant son transport sur des « méthaniers ». Mais dans le cas du gaz, seule la perte de charge doit être considérée.

A ce propos, le plus grand gisement de gaz du monde entier découvert en Iran par Total, le gisement de « South Pars » contient uniquement du gaz et des condensats. Ce gisement s'étend sur des centaines de kilomètres carrés au Sud de l'Iran et exploité commercialement à l'heure actuelle.

Pour le gazoduc comme pour l'oléoduc, sauf dans les régions désertiques où le risque est minimal, il faut également enterrer les tuyaux d'une assez grande profondeur pour permettre le cas échéant, l'exploitation des terres agricoles en surface, mais aussi pour éviter la tentation de vol et de détournement du brut. L'explosion récente d'un oléoduc de produits pétroliers en Afrique est le témoin de tels faits.

Le transport par oléoduc est également utilisé pour transporter, soit des produits pétroliers du terminal maritime vers les lieux de consommation (par exemple l'oléoduc le Havre-Grandpuits en passant par Aubervilliers près de Paris, le PLIF (Pipeline de l'Île de France)), soit pour acheminer les bruts depuis le terminal maritime jusqu'aux raffineries intérieures.

C'est le cas du SPLSE (Pipeline du Sud Européen) qui transporte depuis plusieurs dizaines d'années les différents bruts venant du Moyen-Orient et d'Afrique pour alimenter les raffineries de France, de Suisse et d'Allemagne (11 raffineries au total). Il en est de même pour le pipeline Méditerranée-Rhône (SPMR) qui remonte la vallée du Rhône jusqu'à Lyon pour se terminer à Genève en passant par Grenoble et Annecy.

Pour les oléoducs de produits finis aussi bien que pour ceux transportant des bruts, il existe des séquences de transport qu'il faut respecter pour éviter au maximum la pollution (mélange entre les bons et les moins bons produits, entre les bruts légers et lourds, les moins sulfureux et les plus sulfureux). Le débit doit être calculé de manière adéquate pour avoir le minimum de produits pollués (appelés « contaminats ») à retraiter.

Il existe également des réservoirs de « contaminats » aux terminaux des oléoducs. Ces contaminats, dans certains cas, sont réinjectés à des doses suffisamment faibles dans le brut (ou dans le produit) afin de ne pas modifier et altérer les caractéristiques propres au brut (ou au produit).

D'une manière générale, la séquence va du brut (ou du produit) le plus léger au brut (ou au produit) le plus lourd ou vice versa et nécessite une coordination rigoureuse entre le gestionnaire de l'oléoduc et ceux de la production (ou du terminal maritime) et du lieu de réception. La même règle doit être observée pour les bruts peu sulfureux et très sulfureux.

Par exemple, on envoie d'abord dans l'oléoduc pour produits de l'essence ordinaire sans plomb, ensuite du super sans plomb, ensuite du « jet fuel » (kérosène), du gasoil puis du fuel, etc.

L'exploitation d'un oléoduc ne nécessite pas beaucoup de main d'œuvre car tout le réseau est automatisé.

Avec l'écoulement des fluides et la quantité plus ou moins grande de soufre contenu, les tuyaux, les vannes, les stations de recompression sont constamment érodés par le débit et corrodés par les produits sulfurés, il est donc nécessaire de l'entretenir. Pour éviter les actions de corrosion et d'érosion des tuyaux, on fait appel à des revêtements isolants et en utilisant la protection cathodique.On estime, à l'heure actuelle que, les réseaux d'oléoducs et de gazoducs du monde entier représentent une longueur totale allant de 500.000 à 600.000 km.

En résumé, le transport des bruts (ou des produits) par oléoduc est le moins onéreux car :

 - l'oléoduc fonctionne 24 h /24 h, 

- il ne consomme que l'énergie pour transporter le brut (ou le produit),

 - la fiabilité est au maximum,

 - les frais opératoires et d'entretien sont pratiquement négligeables.

Le tracé de l'oléoduc dépend de plusieurs facteurs tels que la configuration du terrain, l'aspect économique et/ou politique du tracé.

On peut aussi utiliser un oléoduc dans les deux sens, à l'aller et au retour. Dans le cas du pompage au retour, on dit qu'il y a rétro-pompage. L'oléoduc Grandpuits-Le Havre transporte du brut depuis Le Havre pour alimenter la Raffinerie de Grandpuits. Celui-ci peut être utilisé en « rétro-pompage ». Il existe, de par le monde, une quantité assez grande d'oléoducs de toutes les tailles et de toutes les longueurs : USA, Canada, Venezuela, Europe, Russie, Chine, etc.

Comme oléoducs de produits on peut citer par exemple :

 - le LHP qui alimente les aéroports de Paris à partir des raffineries du Havre,

 - le Donges-Metz qui se connecte au pipeline de l'OTAN,

 - les pipelines de l'OTAN qui transportent les produits des raffineries de Dunkerque ou de Lavera (près de Marseille) vers l'Allemagne.