A formação do petróleo é caracterizada pelo acúmulo de material orgânico sob condições específicas de pressão e isolamento em camadas do subsolo sofrendo transformações por milhares de anos. O requisito primário para localizar um reservatório de petróleo é a presença de algum tipo de rocha seladora que cobre as acumulações de óleo em forma de bacia, o que impede o óleo de escapar para a superfície, vindo a se dissipar.

De modo geral, o petróleo onshore encontra-se acessível, próximo à superfície, jorrando de forma espontânea e abundante.

A extração do petróleo aprisionado em bacias subterrâneas precisa ser feita por equipamentos que perfurem as camadas rochosas e exerçam a pressão necessária para que o óleo venha até a superfície, quase sempre misturado com sedimentos e gás.

A migração primária é o percurso que o óleo faz ao longo de uma rocha porosa e permeável até ser interceptado por uma armadilha geológica. Trata-se de um fluxo em fase contínua que depende do gradiente de pressão devido à compactação, da pressão capilar e da flutuabilidade (força vertical resultante da diferença de densidade entre o petróleo e a água).

A rocha-reservatório é a formação com características adequadas a acumulação de petróleo. Seus parâmetros mais relevantes são a porosidade, os espaços vazios no interior da rocha, além do grau de cimentação da rocha e a permeabilidade que depende da quantidade, da geometria e do grau de conectividade dos poros.