油气形成的物质基础是有机质。有机质是生物物质（主要包括浮游植物、细菌和高等植物）死亡后的遗体，通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来。

油气的形成需要充足的沉积有机质、适当的温度、压力、时间、细菌等物理和化学及生物化学条件。

有机质：有机质是油气形成的物质基础。能够形成油气的有机质主要是水生生物，如藻类，或者高等植物的表皮蜡质、花粉等。有机质一般被保存在泥岩或页岩中。

温度：温度是油气形成过程中最重要的因素。在沉积盆地中，有机质开始生油的温度通常在60摄氏度至120摄氏度之间，随着有机质的埋藏时间而不同。液态石油生成的终止温度一般不高于170摄氏度，天然气的生成与生成液态石油相伴，终止温度高于液态石油，但一般不高于230摄氏度。换言之，油气的生成只出现于有限的温度范围，温度过低或过高都不利于油气形成。

时间：时间在油气生成中也起到重要作用，时间与温度可以互补，但温度占首要位置。在很低的温度下，时间通常起不了作用，也就是说，如果有机质处于很低的温度条件下，不管经历多长时间也不能生烃。

压力：随着沉积物埋藏深度增加，上覆地层厚度增大，沉积物的温度、压力随之升高。压力升高将促进化学反应。然而，压力对油气生成的作用比较小，在某些情况下可以促进油气生成，但在某些条件下又可以抑制油气生成。

细菌：对油气生成来讲，最有意义的是厌氧细菌。细菌对有机质的分解与性质改造起重要作用。同时，在低温度下分解有机质时，还可以产生以甲烷为主的生物气。

催化剂：催化剂是一种化学反应加速剂。通常认为能够起催化剂作用的是黏土矿物，其在油气生成过程中可以起到促进油气生成和裂解的作用。