Το αργό πετρέλαιο σχηματίστηκε στο υπέδαφος της γης. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κατά την προϊστορική περίοδο τα σώματα αμέτρητων νεκρών φυτικών και ζωικών οργανισμών (κυρίως θαλάσσιων) εγκλωβίστηκαν μέσα σε πετρώματα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί, με την πάροδο εκατομμυρίων χρόνων και σε συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας μετασχηματίστηκαν σε πετρέλαιο και φυσικό αέριο.
Το πετρέλαιο είναι ένα μείγμα πολλών χημικών ενώσεων, οι οποίες ονομάζονται υδρογονάνθρακες, γιατί τα μόριά τους αποτελούνται από άτομα άνθρακα και υδρογόνου.
Το πετρέλαιο σχηματίζεται σε πορώδη πετρώματα που το συγκρατούν, όπως το σφουγγάρι συγκρατεί το νερό. Πάνω από το πορώδες πέτρωμα υπάρχει ένα συμπαγές πέτρωμα που δεν επιτρέπει να διασκορπιστεί το πετρέλαιο.
Σήμερα αντλούμε το πετρέλαιο από τα υπόγεια κοιτάσματά του, ακόμη και αν αυτά βρίσκονται κάτω από τον πυθμένα της θάλασσα.