石油是由1,000萬至6億年前古代海洋里死亡的微小動植物(浮游生物)殘體形成的。這些生物死后,便會沉入海底的沙里或泥里。
隨著歲月流逝,生物有機體在沉積層內腐爛了。這些地層內的氧氣很少或根本就沒有氧氣,因此殘體被微生物分解為富碳化合物,最終形成有機層。這些有機物質與沉積物混和,形成了細密的頁巖或源巖。隨著新的沉積層不斷沉積,源巖被施加了巨大的壓力和熱量,這些熱量和壓力使得有機物質成為了原油和天然氣。石油從源巖內流出,積聚在厚度更高、孔隙更多的石灰巖或沙巖(稱為貯油巖)中。地殼運動使得石油和天然氣被截留在不滲透巖層或蓋巖(例如花崗石或大理石)之間的貯油巖內。