中國大中型油氣田主力烴源巖的分佈在時代上和盆地型別及源巖型別上都具有多樣性。在地質時代上，從早古生代到新生代(泥盆系除外)均有分佈。下古生界主要分佈於寒武-奧陶系，上古生界主要分佈於石炭-二疊系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系都有烴源巖，新生界下第三系、上第三系甚至第四系均有分佈。在盆地型別上，有中、新生代的裂谷盆地、古生代早期的克拉通盆地和晚期的前陸盆地、以及中生代的前陸盆地。

源巖型別有海相碳酸鹽巖、泥岩以及海陸過渡相和陸相泥岩、煤系及碳酸鹽巖，以陸相碎屑岩為主。

從各地質時期成油條件來看，震旦紀至早古生代是以海相碳酸鹽巖為主的成油時期。四川盆 地震旦紀的天然氣、鄂爾多斯和塔里木盆地在下古生界寒武-奧陶系的原生油氣藏，都證明了這是中國一次重要的成油時期。晚古生代至早中生代，海水相繼退出中國大陸，在這期間形成了大量的海陸過渡相地層。特別是石炭-二疊系及西部地區的三疊-侏羅系煤系地層，是成氣的重要源岩層系。直到晚第三紀早期，由於喜馬拉雅海槽的最終消失，海水全部退出中國大陸。因此，在中、新生代中國以陸相沉積為主，湖盆十分發育，並具有規模大、時間長、型別多、沉積厚度大、生油有機質十分豐富等特點。這是中國地史上最重要的生油時期，中國目前所發現的油氣儲量95％來自陸相沉積。中國大中型油氣田主力烴源巖的分佈在地域上差別十分明顯。以呂梁山一大婁山為界，東部主要分佈在北北東向的沉降內；西部主要分佈在天山和祁連山的南北兩側，走向以北西西向為主。