区别不大，只是各公司业务能力强弱的区别，都是上中下游综合一体化的能源化工公司。
1、中国石油天然气股份有限公司（简称"中国石油"）是于1999年11月5日在中国石油天然气集团公司（简称"中国石油集团"）重组过程中按照中华人民共和国公司法成立的股份有限公司。在重组过程中，中国石油集团向中国石油注入了与勘探和生产、炼制和营销、化工产品和天然气业务有关的大部分资产和负债。
中国石油天然气股份有限公司是一家集油气勘探开发、炼油化工、油品销售、油气储运、石油贸易、工程技术服务和石油装备制造于一体的综合性能源公司。在世界50家大石油公司中排名第7位。中国石油集团每天为社会提供超过219万桶原油和28亿立方英尺天然气，加工原油180万桶。2006年，中国石油集团油气投资业务扩展到全球26个国家。
2、中国石油化工股份有限公司（简称中国石化集团公司，英文缩写Sinopec Group）是一家上中下游一体化、石油石化主业突出、拥有比较完备销售网络、境内外上市的股份制企业。中国石化集团是由中国石油化工集团公司依据《中华人民共和国公司法》，以独家发起方式于2000年2月25日设立的股份制企业。
中国石化集团集团是中国最大的一体化能源化工公司之一，主要从事石油与天然气勘探开发、开采、管道运输、销售；石油炼制、石油化工、化纤、化肥及其它化工生产与产品销售、储运；石油、天然气、石油产品、石油化工及其它化工产品和其它商品、技术的进出口、代理进出口业务；技术、信息的研究、开发、应用。
中国石化集团是中国最大的石油产品（包括汽油、柴油、航空煤油等）和主要石化产品（包括合成树脂、合成纤维单体及聚合物、合成纤维、合成橡胶、化肥和中间石化产品）生产商和供应商，也是中国第二大原油生产商。
3、中国石油和中国石化在业务结构上是一样的，都是上中下游综合一体化的能源化工公司。中国石油的前身是中国石油天然气总公司，主管石油的开采、存储和运输，基本都是上游业务；中国石化的前身是1983年成立的中国石油化工总公司，主要进行炼油、石油化工、成品油分销的业务，基本是中游和下游业务。
4、2000年两家进行重组，中国石油的一部分油田勘探开采企业划归中国石化，中国石化的一部分炼油企业、销售企业划归中国石油，这样，两家结束了单一业务的历史，都是成为了全业务公司。目前中国石油上游业务的实力仍然是强于中国石化的，而中国石化的炼油、销售业务是强于中国石油的。
