黄汲清院士是中国近现代地质事业的开拓者和奠基人之一，他通过多年的实地考察和理论论证，提出了中国二叠纪的三分方案，建立了中国二叠纪地层划分的基础。他还提出了陆相生油论和多期多层生储油论，奠定了中国大地构造学的基础。
20世纪50年代，黄汲清指导与部署全国石油普查，为大庆油田的发现作出了重大贡献。他曾获国家自然科学奖一、二等奖，1994年获何梁何利基金科学与技术成就奖。
1914年，美国美孚石油公司在陕北地区进行石油地质勘查，但一无所获。美国斯坦福大学教授白卫德认为中国没有值得开采的油田，“中国贫油”的论调在世界各地传开。然而，黄汲清等地质学家认为美孚的失败并不能说明中国没有石油，他们经过多年实地考察和理论论证，发现了松辽盆地、渤海湾盆地等大油气田，摘掉了“中国贫油”的帽子。
黄汲清在20世纪30年代着手石油地质的考察研究工作，50年代后长期参与规划、部署并实地指导全国石油普查工作，为大庆油田等大型油田的发现作出了重大贡献。他辗转多国取经验，学习石油地质，并在新疆油田地质调查报告中提出了陆相生油论和多期多层生储油论。
新中国成立后，黄汲清主持地质调查所西迁工作，并在1954年地质部成立矿产普查委员会后，负责技术领导。他强调中、新生代大型盆地应是主要的找油对象，并在1955年地质部召开的第一次石油普查工作会议上，确定了全国范围的大规模石油普查工作。
黄汲清特别关注四川、鄂尔多斯、松辽、华北四大盆地，并在1957年展示了《中国含油远景分区图》。他提出的松辽平原找油方向，为大庆油田的发现提供了理论支持。大庆油田的发现是地学界集体合作的结晶，黄汲清作为全国人大代表向代表们讲解了大庆油田的发现经过。
晚年的黄汲清依旧未停下探索的脚步，始终心系我国的石油开发。他强调科学要直接为国家的经济建设服务，并对塔里木盆地的油气资源提出了建议。黄汲清的贡献得到了国际社会的认可，国际小行星委员会批准将编号“215023”的小行星正式命名为“黄汲清星”。