油氣形成的物質基礎是有機質。有機質是生物物質（主要包括浮游植物、細菌和高等植物）死亡后的遺體，通過沉積作用進入沉積物中并被埋藏下來。

油氣的形成需要充足的沉積有機質、適當的溫度、壓力、時間、細菌等物理和化學及生物化學條件。

有機質：有機質是油氣形成的物質基礎。能夠形成油氣的有機質主要是水生生物，如藻類，或者高等植物的表皮蠟質、花粉等。有機質一般被保存在泥巖或頁巖中。

溫度：溫度是油氣形成過程中最重要的因素。在沉積盆地中，有機質開始生油的溫度通常在60攝氏度至120攝氏度之間，隨著有機質的埋藏時間而不同。液態石油生成的終止溫度一般不高于170攝氏度，天然氣的生成與生成液態石油相伴，終止溫度高于液態石油，但一般不高于230攝氏度。換言之，油氣的生成只出現于有限的溫度范圍，溫度過低或過高都不利于油氣形成。

時間：時間在油氣生成中也起到重要作用，時間與溫度可以互補，但溫度占首要位置。在很低的溫度下，時間通常起不了作用，也就是說，如果有機質處于很低的溫度條件下，不管經歷多長時間也不能生烴。

壓力：隨著沉積物埋藏深度增加，上覆地層厚度增大，沉積物的溫度、壓力隨之升高。壓力升高將促進化學反應。然而，壓力對油氣生成的作用比較小，在某些情況下可以促進油氣生成，但在某些條件下又可以抑制油氣生成。

細菌：對油氣生成來講，最有意義的是厭氧細菌。細菌對有機質的分解與性質改造起重要作用。同時，在低溫度下分解有機質時，還可以產生以甲烷為主的生物氣。

催化劑：催化劑是一種化學反應加速劑。通常認為能夠起催化劑作用的是黏土礦物，其在油氣生成過程中可以起到促進油氣生成和裂解的作用。