مخازن هیدروکربوری محل ذخیره شدن نفت و گاز و سایر هیدروکربورها در اعماق زمین هستند. مهندس مخازن هیدروکربوری میزان نفت و گاز موجود در یک حوزه نفتی را تخمین می زند و مشخص می کند که با چه سرعتی و چه مقدار از آن قابل دسترسی و استخراج است.
پس از اکتشاف نفت و حفاری چاه نفت، فاز مهندسی مخزن در صنایع بالادستی شروع می‌شود. در این قسمت، وظیفه مهندس مخزن بازیافت منابع هیدروکربوری به صورت بهینه از مخازن زیرزمینی است.
در این راه ابتدا باید شناخت مخزن صورت گیرد که شامل مطالعات زمین‌شناسی و پتروفیزیکی مخزن و همینطور بررسی جریان سیال در محیط متخلخل مخزن می‌باشد. مدل‌سازی تولید، تعداد و مکان چاه‌ها در میدان، بررسی عدم قطعیت در مدل مخزن، جدول زمانی تولید و نرخ تولید بهینه وظایفی است که مهندس مخزن در طی تولید از چاه باید انجام دهد.