南海油田的分布主要在曾母盆地、萬安盆地、汶萊-沙巴盆地、禮樂灘盆地等區域。其中，曾母盆地是南海地區最大的油氣資源集中區，石油儲量保守估計在50億噸左右，樂觀估計可能高達130億噸，天然氣儲量高達7萬億立方以上。萬安盆地是南海第二大油氣資源集中區，石油儲量保守估計在29億噸左右，樂觀估計在50億噸左右。汶萊-沙巴盆地的石油儲量約為32億噸左右，天然氣儲量約為7億立方。禮樂灘盆地的石油儲量超過8億噸，天然氣儲量約為556億立方。
南海海域的油氣資源豐富，已發現的37個沉積盆地至少擁有250個油氣田。這些油氣田主要分布在南部、北部和西部等大陸邊緣，主要呈大陸架或其近陸部分以油田為主、大陸坡(也包括鄰近大陸架部分區域)以氣田為主的"外油內氣"特徵。
然而，南海的石油儲量有多種估計，根據1994年完成的全國第二輪油氣資源評價結果，南海石油地質儲量約為6.4億噸。