鄂尔多斯盆地的主要油田有巴西河油田、泽林油田、麻黄疏勒油田和库车油田等四大油田。巴西河油田位于鄂尔多斯盆地的南端，以瓦屑河为界，东临巴尔伯山，西至利汶石景山，总面积约270多平方公里，是鄂尔多斯盆地最大的油田之一。泽林油田位于鄂尔多斯盆地的西部，南濒苏里格海，北至贝加尔湖，东临韩城市，总面积约180多平方公里，是鄂尔多斯盆地最大的油田之一。麻黄疏勒油田位于鄂尔多斯盆地的中部，它位于乌拉特前旗的西北边，东至甘草店，南至乌拉特后旗，总面积约100多平方公里，是鄂尔多斯盆地的主要油田。库车油田位于鄂尔多斯盆地的西南部，它位于历史文化名城库车的西北部，东至江湾村，北至花柳岭，总面积约90多平方公里，是鄂尔多斯盆地比较小的油田之一。