ปิโตรเลียมเกิดจากการทับถมและสลายตัวของอินทรีย์สารจากพืชและสัตว์เป็นเวลาหลายสิบล้านปีภายใต้ความดันและความร้อนสูง และมีปริมาณออกซิเจนจำกัด จึงสลายตัวเปลี่ยนสภาพเป็นแก๊สธรรมชาติและน้ำมันดิบ ปิโตรเลียมประกอบด้วยน้ำมันดิบและแก๊สธรรมชาติ น้ำมันดิบประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนนับร้อยอชชนิดซึ่งสามารถแยกออกจากกันได้โดยวิธีการกลั่นลำดับส่วน