O petróleo é decorrente da transformação da matéria orgânica acumulada há milhões de anos e que foi submetida à elevadas temperatura e pressão. Tal matéria orgânica é formada, principalmente, por restos de dinossauros.

O produto final do processo de diagênese é o querogênio, definido como a fração solúvel da matéria orgânica presente nas rochas sedimentares.

Em função do aumento de temperatura, são reconhecidas as fases de diagênese, de catagênese e de metagênese, que caracterizam a evolução da matéria orgânica em hidrocarbonetos. 

A matéria orgânica passa por diferentes estágios de temperatura e pressão para ser convertida em petróleo ou carvão. No entanto, para ocorrer a geração de carvão é necessário que a matéria orgânica seja submetida às altas temperaturas, normalmente superiores a 400ºC.

A presença de ar atmosférico (oxigênio) é essencial para a preservação da matéria orgânica.