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。
生物成油理論（羅蒙諾索夫假說）
研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時間，在現今已發現的油藏中，時間最老的達5億年之久。但一些石油是在侏羅紀生成。在地球不斷演化的漫長曆史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡後，構成其身體的有機物質不斷分解，與泥沙或碳酸質沉澱物等物質混合組成沉積層。由於沉積物不斷地堆積加厚，導致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進行，沉積層變為沉積岩，進而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質環境。 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、本身則多空的岩層中。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。實際上，這個假說存在瑕疵，原因是即使把地球所有的生物都轉化為石油的話，成油量與地球上探明的儲量相差過大。
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，有些這些碳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。
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。
生物成油理論（羅蒙諾索夫假說）
研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時間，在現今已發現的油藏中，時間最老的達5億年之久。但一些石油是在侏羅紀生成。在地球不斷演化的漫長曆史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡後，構成其身體的有機物質不斷分解，與泥沙或碳酸質沉澱物等物質混合組成沉積層。由於沉積物不斷地堆積加厚，導致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進行，沉積層變為沉積岩，進而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質環境。 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、本身則多空的岩層中。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。實際上，這個假說存在瑕疵，原因是即使把地球所有的生物都轉化為石油的話，成油量與地球上探明的儲量相差過大。
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，有些這些碳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。