普遍石油的形成有兩種機理：

（1）生物成油理論

大多數地質學家認為石油像煤和天然氣一樣，是古代有機物透過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類屍體變化形成的。（陸上的植物則一般形成煤。）經過漫長的地質年代這些有機物與淤泥混合，被埋在厚厚的沉積岩下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉化，首先形成臘狀的油頁岩，後來退化成液態和氣態的碳氫化合物。由於這些碳氫化合物比附近的岩石輕，它們向上滲透到附近的岩層中，直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則中空的岩層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。透過鑽井和泵取人們可以從油田中獲得石油。

地質學家將石油形成的溫度範圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同，但是“典型”的深度為四至六千米。由於石油形成後還會滲透到其它岩層中去，因此實際的油田可能要淺得多。因此形成油田需要三個條件：豐富的源巖，滲透通道和一個可以聚集石油的岩層構造。

（2）非生物成油理論

非生物成油的理論天文學家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫（Nikolai Kudryavtsev）的理論基礎上發展的。這個理論認為在地殼內已經有許多碳，這些碳有些自然地以碳氫化合物的形式存在。碳氫化合物比岩石空隙中的水輕，因此沿岩石縫隙向上滲透。石油中的生物標誌物是由居住在岩石中的、喜熱的微生物導致的。與石油本身無關。

在地質學家中這個理論只有少數人支援。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入，不過這種現象很少發生。非生物成油理論無法解釋世界99%以上的石油都儲存在沉積岩中，而那些非沉積岩中的石油也可被解釋為從別處沉積岩中運移而來。

石油是指氣態、液態和固態的烴類混合物，具有天然的產狀。石油又分為原油、天然氣、天然氣液及天然焦油等形式，但習慣上仍將“石油”作為“原油”的定義用。

石油是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業的血液”。地殼上層部分地區有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。是地質勘探的主要物件之一。

石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說，前者較廣為接受，認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成，屬於生物沉積變油，不可再生；後者認為石油是由地殼內本身的碳生成，與生物無關，可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油，也是許多化學工業產品，如溶液、化肥、殺蟲劑和塑膠等的原料。