关于原油的成因有许多学说，主要的有无机生成学说和有机生成学说。
无机生成学说认为：原油是由无机物变成的。其中著名的碳化物学说认为：地球核部的重金属碳化物和从地表渗透下来的水作用可以产生烃类。
有机生成学说认为：原油是有机物变成的。生成过程大致是：陆地上的动、植物死亡后，随着泥沙被河流带到海盆地和湖盆地里，与原来水中的生物一起混同泥沙沉积在盆地底部，形成有机淤泥，随着漫长的地质年代，这些淤泥越来越多，越积越厚，由于地壳的运动，这些淤泥被埋藏在地层深处，形成沉积岩，在适宜的压力、温度、催化剂和放射性元素等的作用下，通过无氧细菌的分解和一系列复杂的物理、化学变化，逐渐变成了原油。
刚刚生成的原油呈现分散状态混杂在泥沙之中，通过游移富集流至储油构造中，因为储油构造是有不渗透的岩层，把原油圈闭住，形成了有工业价值的油藏。