關于石油儲藏在地下的原因有很多種說法，其中最有說服力的說法是“有機物成因說”。這種說法還被細分為三種，在此我們將介紹其中一種，即“成巖作用后期成因說”。目前，實際生活中的石油勘探都是根據這種說法來進行的。

首先，生物在死亡之后，構成生物身體的木質素、碳水化合物、蛋白質、脂質等高分子有機化合物會通過各種方式被運輸走，堆積到海底和湖底。有一種說法認為這些物質就這樣直接變成了石油。但是，成巖作用后期成因說的觀點卻有所不同。

高分子有機化合物不會直接變成石油，而是會被微生物分解。當化合物與水發生反應被進行水解之后，高分子有機化合物會變成糖和氨基酸等單體（聚合物的結構單位）。這些單體結合之后產生新的化合物，重新構成其他形式的高分子有機化合物，就是土壤中的胡敏素、胡敏酸和富里酸。

這些化合物結合之后發生反應，在經過脫氨、脫羧之后再發生還原反應等，變成結構更為復雜的高分子化合物。如此便形成了干酪根這種物質。

沉積物在不斷地被埋藏之后，土壤溫度開始升高，使得干酪根發生熱裂化。其結果是，隨著水和二氧化碳的產生，干酪根中產生了大量的液體狀碳氫化合物。其中，高分子的烴便是原油。

沉積物埋藏得更深一些，還會隨著熱裂化產生濕氣（液體含量在0.002%以上的天然氣）等。這些化合物繼續被埋藏的話，最終會形成石墨、沼氣等。

如此看來，地下真的是一個化學寶庫。大自然將生物的尸體作為原材料，在漫長的時間長河中通過微生物的分解和土壤的沉積作用產出了原油這種產品[62]。

關于石油的成因除了“有機物成因說”之外，還有支持非生物條件下形成的“無機物成因說”。這種無機物成因說還可細分為“地球深部氣體說”和“宇宙成因說”。