Uljni pijesak mješavina je pijeska i organske tekućine poznate kao bitumen. Nafta koja se nalazi u naftnom pijesku je ljepljiva, crna i viskozna. Mnoge zemlje diljem svijeta imaju velika ležišta materijala, a posebno Kanada i Venezuela. Uz kontinuiranu upotrebu nafte diljem svijeta, potreba za novim izvorima nafte stvorila je snažnu potražnju za iskopavanjem naftnog pijeska. Sve do 21. stoljeća trošak uklanjanja nafte iz dijela pijeska bio je veći od isplativosti, ali kako je cijena po barelu dramatično porasla početkom stoljeća, tako je porasla i ekspanzija vađenja naftnog pijeska.
Za razliku od tradicionalnih naftnih bušotina, vađenje naftnog pijeska je daleko skuplji i dugotrajniji proces. Sirova nafta općenito će istjecati iz zemlje pod vlastitim pritiskom; međutim, naftni pijesak ne sadrži isti tlak i viskoznost, pa se moraju koristiti druge metode. Najčešća praksa za vađenje uljnog pijeska je rudarenje traka ili proces poznat kao in situ, koji zagrijava uljni pijesak pomoću pare ili vrućeg zraka. Dodatno, za pročišćavanje nafte prije nego što se pošalje u rafineriju mora se koristiti metoda hidroobrade.
Vjeruje se da su uljni pijesak ljudi iskorištavali još u doba neandertalaca, prije otprilike 40,000 godina. Arheološki dokazi upućuju na njihovu upotrebu u izgradnji oruđa i građevina u staroj Siriji i Egiptu. Proces odvajanja ulja od pijeska usavršen je u Francuskoj do 1742. godine, prema Muzeju nafte Francuske. Ovaj proces koristio je metodu odvajanja pare za uklanjanje ugljikovodika, koji bi se potom mogli iskoristiti kao gorivo. Danas se ulje dobiveno iz uljnog pijeska uobičajeno viđa u proizvodnji sintetičkih ulja.
Razina potencijala u eksploataciji naftnog pijeska u cijelom svijetu je golema. Kanada i Venezuela drže ekvivalent sve sirove nafte na svijetu, sa nalazištima naftnog pijeska u svakoj zemlji. Ostala područja, poput Sjedinjenih Država, Rusije i Bliskog istoka, također imaju ogromne rezerve naftnog pijeska. Kako tradicionalni dobavljači sirove nafte, kao što je Saudijska Arabija, troše ostatak svojih rezervi, predviđa se da će naftni pijesak nastaviti opskrbljivati svijet s dovoljno nafte da nadoknadi gubitak tradicionalnih izvora desetljećima.