Petrol, organik madde yani fosil yakıtların uzun süreli ısı ve basınç altında kalarak milyonlarca yıl boyunca oluşmasıyla meydana gelir. Petrolün oluşumu için genellikle bitkisel ve hayvansal kaynaklı organizmaların milyonlarca yıl önce karbon ve hidrojen açısından zengin kalıntılarına ihtiyaç vardır. Bu kalıntılar, çökellikler altında gömülerek yüksek sıcaklık ve basınç altında yer kabuğunda gömülürler. Burada yıllarca süren kimyasal süreçler sonucu, petrol ve doğal gaz gibi hidrokarbonlar oluşur.
Kömür de organik madde yani fosil yakıtların benzer bir şekilde uzun süreli ısı ve basınç altında kalarak milyonlarca yıl boyunca oluşmasıyla meydana gelir. Ancak, petrolün aksine kömür, bitki kalıntılarının daha yüksek sıcaklık ve basınç altında kalarak daha uzun süre işlem görmesi sonucu oluşur.
Petrol, yer kabuğunun altında yer alan kayaçların içinde bulunur. Bu kayaçlarda boşluklar veya gözenekler içinde depolanır. Petrol yatakları aranırken, jeologlar yer kabuğunda petrolün oluşabileceği koşulları ararlar. Bu koşullar, yer kabuğunun geçmiş dönemlerinde organik kalıntıların oluşması için gerekli olan sıcaklık, basınç ve zamanı içerir.
Petrol, birçok farklı bileşenden oluşan kompleks bir karışımdır. Bu bileşenler arasında hidrokarbonlar, kükürt, azot, oksijen ve metal elementleri bulunur. Ham petrol, doğrudan petrol kuyularından çıkarılan petrolün işlenmemiş halidir. Ham petrol, rafine edilerek daha saf ve kullanılabilir bileşenlere ayrılır.
Petrol, jeolojik koşullara bağlı olarak farklı kalite ve yoğunluklarda bulunabilir. Ağır petrol, ham petrolün düşük kaliteli ve daha yoğun bir formudur. Mazot, ham petrolün daha yoğun ve kalın fraksiyonlarından biridir ve özellikle motorlu araçlarda kullanılmak üzere rafine edilir.