Pasir minyak adalah campuran yang terbuat dari pasir dan cairan organik yang dikenal sebagai bitumen. Minyak bumi yang ditemukan di pasir minyak lengket, hitam dan kental. Banyak negara di seluruh dunia memiliki deposit material yang besar, terutama Kanada dan Venezuela. Dengan terus menggunakan minyak di seluruh dunia, kebutuhan akan sumber minyak bumi baru telah menciptakan permintaan yang kuat untuk penambangan pasir minyak. Sampai abad ke-21, biaya menghilangkan minyak dari bagian pasir melebihi profitabilitasnya, tetapi karena harga per barel naik secara dramatis di awal abad ini, demikian pula perluasan ekstraksi pasir minyak.
Tidak seperti sumur minyak tradisional, penggalian pasir minyak adalah proses yang jauh lebih mahal dan memakan waktu. Minyak mentah umumnya akan mengalir keluar dari tanah di bawah tekanannya sendiri; namun, pasir minyak tidak mengandung tekanan dan viskositas yang sama, sehingga metode lain harus digunakan. Praktik yang paling umum untuk ekstraksi pasir minyak adalah melalui penambangan strip atau proses yang dikenal sebagai in situ, yang memanaskan pasir minyak menggunakan uap atau udara panas. Selain itu, metode hydroprocessing harus digunakan untuk memurnikan minyak bumi sebelum dikirim ke kilang.
Pasir minyak diyakini telah dieksploitasi oleh manusia sejak zaman Neanderthal, sekitar 40,000 tahun yang lalu. Bukti arkeologi menunjukkan penggunaannya dalam konstruksi alat dan struktur di Suriah dan Mesir kuno. Proses untuk memisahkan minyak dari pasir disempurnakan di Prancis pada tahun 1742, menurut Museum Minyak Prancis. Proses ini menggunakan metode pemisahan uap untuk menghilangkan hidrokarbon, yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Saat ini, minyak yang berasal dari pasir minyak umumnya terlihat dalam produksi minyak sintetis.
Tingkat potensi penambangan pasir minyak di seluruh dunia sangat besar. Kanada dan Venezuela memiliki setara dengan semua minyak mentah di dunia, hanya dengan deposit pasir minyak masing-masing negara. Daerah lain, seperti Amerika Serikat, Rusia dan Timur Tengah juga memiliki cadangan pasir minyak yang sangat besar. Sebagai pemasok tradisional minyak mentah, seperti Arab Saudi, menggunakan sisa cadangan mereka, pasir minyak diperkirakan akan terus memasok dunia dengan minyak yang cukup untuk mengimbangi hilangnya sumber tradisional selama beberapa dekade.