海底石油和天然氣是一對"孿生兄弟"，它們多棲身在海洋中的"大陸架"和"大陸坡"底下。

　　在幾千萬年甚至上億年以前，有的時期氣候比現在溫暖濕潤，在海灣和河口地區，海水中氧氣和陽光充足，加之江河帶入大量的營養物和有機質，為生物的生長、繁殖提供了豐富的"食糧"，使許多海洋生物(如魚類以及其它浮游生物、軟體動物)迅速大量地繁殖。據計算，全世界海洋海平面以下100米厚的水層中的浮游生物，其遺體一年便可産生600億噸的有機碳，這些有機碳就是生成海底石油和天然氣的"原料"。

　　但是，僅有這些生物遺體還不能形成石油和天然氣，還需要一定的條件和過程。海洋每年接受160 4億噸沉積物，特別是在河口區，每年帶入海洋的泥沙比其他地區更多。這樣，年復一年地把大量生物遺體一層一層掩埋起來。如果這個地區處在不斷下沉之中，堆積的沉積物和掩埋的生物遺體便越來越厚。被埋藏的生物遺體與空氣隔絕，處在缺氧的環境中，再加上厚厚岩層的壓力、溫度的升高和細菌的作用，便開始慢慢分解，經過漫長的地質時期，這些生物遺體就逐漸變成了分散的石油和天然氣。

　　生成的油氣還需要有儲集它們的地層和防止它們跑掉的蓋層。由於上面地層的壓力，分散的油滴被擠到四週多孔隙的岩層中。這些藏有油的岩層就成為儲油地層。有的岩層孔隙很小，石油"擠"不進去，不能儲積石油。但是，正因為它們孔隙很小，卻是不讓石油逃逸的"保護殼"。如果這樣的岩層處在儲油層的頂部和底部，它們就會把石油封閉在裏面，成為保護石油的蓋層。

　　分散在砂岩中的石油並沒有開採的價值，那些油氣富集的地方才具有開採價值。淺海的地層常常是砂層、頁巖、石灰岩等構成的，這些都叫沉積岩。沉積岩本來應當成層地平鋪在海底，但由於地殼變動，使它們彎曲、變斜或斷開了。向上彎的叫背斜，向下彎的叫向斜。有的像饅頭一樣的隆起，叫穹隆背斜。有些含有油氣的沉積岩層，由於受到巨大壓力而發生變形，石油都跑到背斜裏去了，形成富集區。所以背斜構造往往是儲藏石油的"倉庫"，在石油地質學上叫"儲油構造"。通常，由於天然氣密度最小，處在背斜構造的頂部，石油處在中間，下部則是水。尋找油氣資源就是要先找這種地方。