尽管我们大规模工业化的使用石油的历史已经超过一个世纪，但却无法确定石油到底是怎样形成的。小时候，教科书上说石油是古代动物的遗体化成的，后来又有观点认为石油是地球内部自然形成的能源。那么到底哪种说法是正确的呢？
科学研究发现，石油中包含的主要成分是碳氢化合物，此外还包含着一些硫、氮、氧等元素。有科学家因此推测，石油是由地球地层中所含有的丰富的碳形成的，而并不是生物的遗体形成的。由于碳氢化合物的质量比较小，因此更容易跑到地球的表层之中，形成油田。石油由地层中的碳氢化合物形成便是非生物成油理论，这个理论也成为了目前主流的石油成因学说，而传统的生物成油理论被认为是错误的。
可以肯定的是，石油并不是由远古生物的遗体形成，偶尔在石油中发现的动物化石也是它们不小心掉进去造成的。但石油的有机形成观点，并不是说动物尸体倒在地上就变成了石油这么简单。如果把一些森林或者草原的地面挖开之后，就会看到那些深埋于地下的泥土。这些泥土被称为“沼泽土”，其中的有机物含量高达20%。这是因为植物、动物、微生物的很多有机成分都被这些泥土“收集”起来了。
这些泥土实际上是不断生成的——每一百年大概会增加3厘米厚，而那些有机物质就是在这个过程中逐渐地被埋于地下。不要小看这一百年3厘米厚度的增加，一百万年泥土增加的厚度就是300米，一亿年泥土增加的厚度就是30公里。而地球上出现生命已经超过40亿年了，累积了大量带有有机物质的泥土。所以这些泥土和泥土中的有机物质才是形成石油的基础。这才是石油的有机形成观点。
在全球范围内，科学家估计地球总共拥有20920亿桶石油储备，即2866亿吨。2018年，一项发表在PNAS的研究对地球上生物量普查显示，地球生物圈的总生物量有5500亿吨碳。其中海洋生物量虽然只占少部分，但也是天文数字，光是初级消费者的南极磷虾就有5亿吨左右。由于食物链的能量传递效率只有10%左右，海洋中大部分生物量主要为光合细菌、藻类和浮游生物。因此石油储量实际上是主要由海洋微生物产生的，包括细菌、藻类和浮游生物，而不是大的动物，这些微生物的寿命很短，可以用天、小时甚至分钟来衡量，因此实际上每年死亡微生物的生物量会远远高于总的生物量。随着微生物逐渐死亡，它们沉入海底，逐渐被堆积的沉积物所覆盖，这个过程持续几千万年甚至上亿年，逐渐转化为现有的几千亿吨石油也就不足为奇了。
