石油的形成主要有兩種理論：生物沉積變油理論和非生物成油理論。具體如下：
生物沉積變油理論。認為石油是由古代海洋或湖泊中的生物死後遺骸沉積在海底，經過長時間的高溫高壓條件演化而成，這一過程不可再生，該理論解釋了大多數石油的形成，其中，石油的形成過程包括有機物質的沉積、成岩作用以及石油和天然氣的聚集等階段，這些有機物質主要來源於古代的植物和動物，如藻類、魚類和其他低等動植物，它們死後埋藏在缺氧的環境中，經過長時間的壓實和化學變化，最終形成石油和天然氣。
非生物成油理論。認為石油是地殼內的碳元素在特定的地質環境下轉化而成，與生物活動無關，這一理論認為地球內部的碳元素在特定的地質條件下轉化為石油，而非來源於生物遺骸。
目前，生物沉積變油理論被廣泛接受，許多科學家認為這是石油的主要來源，然而，非生物成油理論仍然存在爭議，且有一些地質學家在研究石油的形成過程中考慮到了這一理論。