Uleiul brut este un combustibil fosil și, așa cum sugerează și numele, este derivat din fosile. În timp, rămășițele vegetației și diferitele organisme, cum ar fi bacteriile și algele, sunt acoperite de o creștere cantitatea de sol înainte de a fi transformată prin căldură și presiune în materie compusă în mare parte din hidrocarburi. Acest material, cunoscut sub numele de țiței sau petrol, este produsul eons al acestui proces.
Oamenii de știință cred că cea mai mare parte a țițeiului extras de azi este generată de organisme marine, cum ar fi zooplanctonul și algele. Ei bănuiesc că animalele mai mari pot fi, de asemenea, parte din mix.
După ce aceste rămășițe încep să se schimbe ca urmare a căldurii și a presiunii, ele devin ceea ce geologii numesc kerogen, o substanță cerată. Cu mai multă căldură, kerogenul devine lichid și hidrocarburi gazoase.Hidrocarburile petroliere sunt în mare parte compuse din cicloalcani și alcani, precum și de oxigen, azot, sulf și cupru, fier și nichel.
Geologii știu unde să localizeze rezervoarele de petrol pe baza tipurilor de formare a rocilor. Astfel de formațiuni sunt caracterizate printr-o piatră sursă adânc îngropată conținând un material hidrocarbonat, o piatră de rezervă permeabilă pentru a se aduna și o etanșare de rocă pentru a menține materialul să ajungă la suprafață înainte de a fi extras cu burghie și pompe.