Il petrolio deriva dalla sedimentazione di organismi vegetali che si accumulano sui fondali di mari e laghi. Tali depositi organici si trasformano in una miscela solida a base di carbonio detta "kerogene" e, in seguito, in idrocarburi. Gli idrocarburi sono sostanze formate solo da atomi di idrogeno e carbonio. La durata del processo di trasformazione varia da 10 a 100 milioni di anni: per questo motivo il petrolio è considerato una fonte energetica “non rinnovabile”. Il petrolio si accumula e si muove all’interno di rocce permeabili e porose dette reservoir. Queste rocce “serbatoio” sono sormontate da rocce impermeabili che trattengono il petrolio anche grazie alla loro forma convessa verso l'alto. Se la quantità di petrolio accumulato ha dimensioni tali da essere sfruttabile economicamente, si è in presenza di quello che viene chiamato giacimento.

Il solo modo di accertare il valore di un giacimento è di trivellare un pozzo. Per fare ciò si usano aste cave collegate ad uno scalpello rotante capace di perforare la roccia fino a una profondità di 8.000 metri. I giacimenti più piccoli contengono diverse centinaia di tonnellate di petrolio mentre quelli più grandi superano i 10 miliardi di tonnellate. Una volta estratto, il petrolio greggio è stoccato in serbatoi di smistamento e poi trasportato alle raffinerie mediante “tubazioni continue”, gli oleodotti, o per mezzo di navi petroliere. In alternativa, il trasporto può avvenire su autoveicoli o treni attrezzati: le autocisterne o i carricisterna.
Dal petrolio non si ottengono solamente combustibili per l’industria e il riscaldamento come benzina, gasolio e cherosene, ma anche materie plastiche, detergenti, gomme, fibre, coloranti ed esplosivi. I derivati del petrolio costituiscono, inoltre, i prodotti base dell'industria chimica.

Da 1 kg di petrolio grezzo si ottengono 10.000 Kilocalorie: un rendimento assai più elevato rispetto a quello ottenibile da altre fonti energetiche come ad esempio il carbone, l’eolico e il solare. Questa caratteristica, unitamente alla sua facilità di trasporto, rende il petrolio una fonte energetica molto impiegata. Il petrolio contribuisce alla produzione di elettricità per il 38% del fabbisogno mondiale. Ogni anno nel mondo si estraggono 0,03 trilioni di barili. I principali bacini petroliferi sono concentrati in Medio Oriente. Seguono, nell'ordine, America Settentrionale, Asia, Africa, America Latina ed Europa. Il Medio Oriente, però, produce poco rispetto alle sue potenzialità, mentre Stati Uniti ed Europa Occidentale consumano più petrolio di quanto ne possiedono.

L'Europa Occidentale, da sola, consuma ogni anno il 22% della produzione mondiale e, insieme all’America settentrionale, è destinata a terminare le sue riserve nel giro di pochi anni. In tal modo queste zone geografiche saranno obbligate a ricorrere sempre di più al petrolio importato, e il prezzo del petrolio, a fronte di una domanda sempre più elevata, sarà destinato a salire. L’impatto ambientale del petrolio è considerevolmente alto. Durante la combustione infatti, gli idrocarburi rilasciano nell’atmosfera grandi quantità di CO2. Per questo motivo le più importanti aziende energetiche volgono la loro ricerca verso energie che garantiscano la riduzione delle emissioni.