Olej powstaje, gdy materiały organiczne są pochowane pod skałą osadową; warunki beztlenowe i intensywny nacisk powodują stopniową przemianę ropy naftowej. Większość składników ropy to małe algi i zooplankton, chociaż niektóre większe zwierzęta, takie jak dinozaury, również są w mieszance. Ten proces trwa setki tysięcy lat.
Tworzenie się oleju wymaga połączenia kilku czynników. Naukowcy określają ropę naftową jako paliwo kopalne, ponieważ pochodzi ona z prehistorycznych organizmów. Rośliny i zwierzęta osiedlają się pod ziemią i morzem wraz z piaskiem i mułem. Szczątki te są stopniowo pokrywane przez osadowe skały, które wytwarzają ciepło i ciśnienie. Warunki te stają się anoksyczne, co oznacza, że w systemie brakuje tlenu rozpuszczonego.
Ciepło i ciśnienie najpierw przekształcają materię organiczną w kerogen, materiał woskowy. W miarę wzrostu temperatury i ciśnienia kerogen przechodzi proces katagenezy, który przekształca materiał w ciekłe i gazowe węglowodory.
Aby olej mógł się uformować, mieszanina musi osiągnąć temperaturę, którą geolodzy nazywają "oknem naftowym". W przeciwnym razie pozostaje w stanie kerogenu.
W miarę upływu czasu olej przemieszcza się w górę przez pory w skale. Niektóre wypływają na powierzchnię Ziemi, ale większość pozostaje w barierek. Podziemne pułapki ropy nazywane są zbiornikami. Ludzie wydobywają olej ze zbiorników poprzez wiercenie.
