关于石油储藏在地下的原因有很多种说法，其中最有说服力的说法是“有机物成因说”。这种说法还被细分为三种，在此我们将介绍其中一种，即“成岩作用后期成因说”。目前，实际生活中的石油勘探都是根据这种说法来进行的。
首先，生物在死亡之后，构成生物身体的木质素、碳水化合物、蛋白质、脂质等高分子有机化合物会通过各种方式被运输走，堆积到海底和湖底。有一种说法认为这些物质就这样直接变成了石油。但是，成岩作用后期成因说的观点却有所不同。
高分子有机化合物不会直接变成石油，而是会被微生物分解。当化合物与水发生反应被进行水解之后，高分子有机化合物会变成糖和氨基酸等单体（聚合物的结构单位）。这些单体结合之后产生新的化合物，重新构成其他形式的高分子有机化合物，就是土壤中的胡敏素、胡敏酸和富里酸。
这些化合物结合之后发生反应，在经过脱氨、脱羧之后再发生还原反应等，变成结构更为复杂的高分子化合物。如此便形成了干酪根这种物质。
沉积物在不断地被埋藏之后，土壤温度开始升高，使得干酪根发生热裂化。其结果是，随着水和二氧化碳的产生，干酪根中产生了大量的液体状碳氢化合物。其中，高分子的烃便是原油。
沉积物埋藏得更深一些，还会随着热裂化产生湿气（液体含量在0.002%以上的天然气）等。这些化合物继续被埋藏的话，最终会形成石墨、沼气等。
如此看来，地下真的是一个化学宝库。大自然将生物的尸体作为原材料，在漫长的时间长河中通过微生物的分解和土壤的沉积作用产出了原油这种产品[62]。
关于石油的成因除了“有机物成因说”之外，还有支持非生物条件下形成的“无机物成因说”。这种无机物成因说还可细分为“地球深部气体说”和“宇宙成因说”。