當高大的樹木倒下以後,就會被水淹沒了,這就造成了倒木和氧隔絕的情況.在缺氧的環境裏,植物體不會很快地分解、腐爛.隨著倒木數量的不斷增加,最終形成了植物遺體的堆積層.這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下,不斷地被分解,又不斷地化合,漸漸形成了泥炭層,這是煤的形成的第壹步.
由於地殼的運動,泥炭層下沈了.泥炭層被泥沙、巖石等沈積物覆蓋起來.這時,泥炭層壹方面受到上面的泥沙、巖石等的沈重壓力,另壹方面,也是更重要的方面,泥炭層又受到地熱的作用.在這樣的條件下,泥炭層開始進壹步發生變化：先是脫水,被壓緊,從而比重加大,而且石炭的含量逐漸增加,氧的含量逐漸減少,腐殖酸的含量逐漸降低.完成這幾個過程以後,泥炭就變成了褐煤.
褐煤如果繼續不斷地受到增高的溫度和壓力的作用,就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進壹步變化,褐煤就逐漸變成了煙煤或無煙煤了.
石油是古代生物遺骸,堆積在湖裏、海裏,或是陸地上,經高溫、高壓的作用,由復雜的生物及化學作用轉化而成的.
石油在地層中壹點壹滴地生成,並浮遊於地層中.由於浮力的關系,油點在每年緩慢地沿著地層或斷層向上移動,直到受不透油的封閉地層阻擋而停留下來.當此封閉內的油點越聚越多,便形成了油田.
天然氣是壹種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外壹般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等.在標準狀況下,甲烷至丁烷以氣體狀態存在,戊烷以上為液體.
天然氣系古生物遺骸長期沈積地下,經慢慢轉化及變質裂解而產生之氣態碳氫化合物,具可燃性,多在油田開采原油時伴隨而出.