O Espírito Santo é o segundo maior produtor de petróleo e gás do Brasil, de acordo com o Instituto de Desenvolvimento Industrial do Espírito Santo (Ideies). Em março de 2015, foram produzidos 351.945 barris/dia de petróleo e 10.723 Mm³ (milhões de metros cúbicos por dia de gás natural), totalizando 419.389 boe/d (barris de óleo equivalente por dia), com 46 poços produtores.

Em relação ao mês de fevereiro, houve queda de 12,29% na produção de petróleo, 16,15% na de gás natural e de 12,93% na produção total. Mesmo assim, o Estado representa 14,6% da produção de petróleo do Brasil.

A bacia local tem como característica principal a diversidade. Em terra, a ocorrência de diversos tipos de hidrocarbonetos, desde gás até óleos extrapesados, permite antecipar o uso de tecnologias. Por isso, a região tornou-se um laboratório em escala de campo. Com início da produção no fim da década de 1960, foram registradas importantes descobertas desde o fim dos anos 1990, como Fazenda Alegre, Inhambu, Cancã e Jacutinga.

Na parte marítima, com grande potencial para óleo leve e gás, estão os campos de Camarupim, Canapu e Peroá. A produção de gás é importante para o fornecimento ao mercado nacional. A primeira produção de óleo em águas rasas teve início em 1978, com o campo de Cação, e a primeira descoberta em águas profundas foi o campo de Golfinho, em 2002, com óleo leve e gás associado.