石油的形成原因是一個複雜且仍在研究中的課題，目前主要有兩種理論：生物沉積變油理論和非生物成油理論。具體如下：
生物沉積變油理論。該理論認為石油主要由遠古時期生物體（如動物和植物）死亡後，其遺體被埋在地下，經過長時間的地質作用，如高溫、高壓下的壓縮和加熱，逐漸轉化為石油。這一過程還涉及到微生物的降解作用，以及與泥沙或碳酸質等沉積物的混合。
非生物成油理論。該理論認為地球深處的碳和氫元素在特定條件下可以直接形成石油，而不依賴於生物體的遺骸。這包括地殼深部的化學反應、地幔中的岩漿活動，以及宇宙中的碳氫化合物等。
這兩種理論都無法完全解釋所有石油的形成過程，且存在不同的假說和觀點。大多數研究者支持生物沉積變油理論，但也承認非生物成油理論在某些情況下的有效性。實際上，石油的形成可能涉及這兩種過程的共同作用。