Öl entsteht, wenn organisches Material unter Sedimentgestein vergraben wird; Anoxische Bedingungen und starker Druck führen zu einer allmählichen Umwandlung des Erdöls. Die meisten Bestandteile des Öls sind kleine Algen und Zooplankton, obwohl auch einige größere Tiere wie Dinosaurier in der Mischung enthalten sind. Dieser Prozess dauert Hunderttausende von Jahren.
Die Ölbildung erfordert eine Kombination mehrerer Faktoren. Wissenschaftler bezeichnen Erdöl als fossilen Brennstoff, weil es aus prähistorischen Organismen gewonnen wird. Pflanzen und Tiere siedeln zusammen mit Sand und Schlick unter Land und Meer. Diese Überreste werden nach und nach von Sedimentgesteinen bedeckt, die Hitze und Druck erzeugen. Diese Bedingungen werden anoxisch, was bedeutet, dass im System ein Mangel an gelöstem Sauerstoff besteht.
Hitze und Druck verwandeln die organischen Stoffe zunächst in Kerogen, ein wachsartiges Material. Wenn Hitze und Druck zunehmen, durchläuft das Kerogen den Prozess der Katagenese, der das Material in flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe umwandelt.
Damit sich Öl bilden kann, muss die Mischung eine Temperatur erreichen, die Geologen als "Ölfenster" bezeichnen. Andernfalls verbleibt es in seinem Kerogenzustand.
Im Laufe der Zeit wandert das Öl durch die Poren im Gestein nach oben. Einige sickern auf die Erdoberfläche, aber die meisten bleiben in Barrieren stecken. Unterirdische Ölfallen werden als Reservoirs bezeichnet. Menschen gewinnen durch Bohrungen Öl aus Lagerstätten.