石油馆由中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司联合投资建设的企业馆。石油馆以“石油，延伸城市梦想”为主题，通过奇幻的内容与声、光、电、三维影像等共同打造体验效果，让观众经历一次充满奇幻色彩的时空之旅；在震撼和惊叹中，了解石油及其给人类文明进步和城市发展作出的重要贡献，了解三家石油公司的人文精神、社会责任和未来发展。

　　石油馆的建筑外形被喻为“油立方”，寓意“地下储油岩层”，象征着石油和天然气是人类社会的主要能源，在绿色生活、低碳经济中承担重要责任。石油馆四面采用了PC板材结合LED背景光源作为建筑外表皮，面积达到3600平方米。这是国内首创采用如此大面积的异形PC板材作为建筑外表皮，也是国内首次运用如此大面积的LED背景光源。

　　石油馆造型简洁、大气、稳重、极富时代感和行业特色。外墙上下由纵橫的油气管道交错编织，象征着石油石化行业蓬勃向上，持续发展的美好愿景，预示着石油石化行业与未来城市、美好生活密不可分的关系。建筑材料采用新型绿色石油衍生品，探索石油石化产品的广泛用途。夜幕下，展馆将呈现出晶莹剔透、七彩动感、美轮美奂、异彩纷呈的光影效果。

　　石油馆空间布局分为预展区、主展区和尾展区三部分，以不同方式讲述了石油亿万年间的演化、对人类历史和城市发展的作用和未来的美好愿景。预展区通过形象直观的场景体验，趣味深邃的数字呈现，迅速拉近参观者与石油的距离，走进石油创造的七彩斑斓的现代生活。主展区用4D电影《石油梦想》讲述关于石油前世今生的故事，幽默地想象了人类失去石油的尴尬景象。影片带领参观者穿越数亿年的时空之旅，探寻生命之源。尾展区以“石油之火点燃七彩生活”为主题，理性地阐释了靠科技进步，石油在低碳经济时代仍然延伸人类绿色生活的城市梦想。