延长石油勘探始于1905年，在100多年的勘探开发历程取得了丰硕的成果。自上世纪80年代以来，公司不断加大勘探投入，扩大勘探面积，相继发现了子长、余家坪、 姚店、丰富川、川口、子北、志丹、蟠龙等油田。尤其是自“十五”以来，公司遵循勘探先行、综合勘探的方针，大力引进各类实用技术，用地质研究成果指导勘探实践，使地质储量面积大幅增加，从原来的22860万吨，增加到58884万吨，新增探明石油地质储量36024万吨，探明储量面积712.9平方公里；为油田的可持续发展奠定了基础。2005年公司重组后，原14个县钻采公司成为公司的采油厂，进一步壮大了公司的实力，增加了公司的勘探面积。
　　目前，公司登记的资源面积已达10.89万平方千米，其中省内面积1.07万平方千米，涉及鄂尔多斯、二连、海拉尔、松辽、河套、羌塘、南襄、洞庭湖等多个盆地。除了公司所在的鄂尔多斯盆地本部以外，在其他盆地和地方的勘探工作也在紧锣密鼓的进行。公司在二连盆地、石拐盆地、环县—盐池等已开展了不少物化探、钻井等实物工作，其它盆地也做了不同程度的资料收集和综合地质研究工作。
　　为了公司更大的多元化的发展，也是满足国家对天然气不断增长的需求和对资源的更充分利用，公司确立了“油气并举”的发展方针。2005年公司重组后，公司领导班子审时度势，加大了在天然气勘探方面的工作力度。2006年是公司天然气勘探史上重要的一年，二维地震、钻井、试气等工作全面铺开。到目前为止，公司累计在天然气方面的投入达2亿多元，完成二维地震测线2145千米，部署探井13口，完成10口，试气6口10层，有3口4层达到工业气流。
　　公司采用内培外联等多种方式，引进先进技术和最新地质研究成果，根据勘探需要，开展了以综合地质研究为基础，其它实用技术攻关研究相配套的综合勘探技术研究，形成了较为适合我公司生产实际且具有先进理念的勘探开发一体化技术。同时为了加快对陕西省外盆地的石油勘探和天然气勘探的步伐，公司组织力量，成立了两个专门的勘探事业部——石油勘探事业部和天然气勘探事业部。
    回顾过去，展望未来，尽管勘探的难度会越来越大，但有省委、省政府的正确领导和坚强后盾，公司将一如既往以“最大限度的占有资源、最大限度的寻找商业储量” 为勘探宗旨，勘探工作必将取得更大的成绩，为国家和公司的发展做出更大的贡献。