石油的形成是一个复杂而漫长的地质过程，目前科学界较为接受的理论是生物沉积变油说。以下是石油形成的主要步骤和条件：
生物沉积
石油的原始形态是有机质，即生物残体，如海洋中的海藻和浮游动物、陆地上的植物和动物等。
这些生物死亡后，遗体和残骸沉积在海底或湖泊底部，形成有机质页岩。
缺氧环境中的转化
微生物开始分解这些有机物质，将其转化为干酪根。
干酪根是一种富含碳和氢的有机物质，在地下经过长时间的压力和温度作用，逐渐发生热解和裂解反应，生成多种不同的碳氢化合物。
形成条件
需要充足的沉积有机质。
适当的温度、时间、细菌、催化剂等物理和化学及生物化学条件。
地质作用
随着时间的推移，沉积物不断堆积，压力和温度上升，导致沉积层变为沉积岩，形成沉积盆地。
地壳运动及地热作用下，石油母质被加热，发生热解反应，有机质中的碳氢化合物分解成石油和天然气。
石油的聚集
石油随着地壳运动及地下水的作用逐渐迁移，并进入到适合储存的岩石层中，形成石油储层。
石油在岩石层中聚集起来，形成油田。
石油的形成至少需要200万年的时间，目前已发现的油藏中，时间最老的可达5亿年之久。石油的生成并非一蹴而就，它需要多种条件的共同作用。
需要注意的是，虽然生物沉积变油说是目前较为广泛接受的理论，但仍有科学家提出非生物成油的可能性，即在地壳内存在的碳自然地以碳氢化合物的形式存在，并沿岩石缝隙向上渗透形成石油。然而，生物成油理论得到了更多地质学和化学证据的支持。