
Alle Prozesse, die an der Bildung von Erdgas und Erdöl beteiligt sind, setzten mit der Entstehung des Lebens auf der Erde ein. Der Energieträger entstand erstmals vor etwa dreieinhalb Milliarden Jahren. Vor etwa zwei Milliarden Jahren bildeten sich Erdgas und Erdöl in großem Umfang. Zum Vergleich: Das Universum ist vor etwa 13,5 Milliarden Jahren entstanden, die Sonne gibt es in ihrer heutigen Form ca. seit 4,6 Milliarden Jahren und Menschen existieren erst seit gut zwei Millionen Jahre auf der Erde.
Die Ausgangssubstanzen der Muttergesteine bildeten sich sowohl an Land (kontinental) als auch am Grunde flacher Meere (marin). Im Meer sanken Unmengen pflanzlicher und tierischer Lebewesen zu Boden, an Land häuften sich gewaltige Mengen abgestorbener Vegetation, vor allem in den damaligen Regenwaldgebieten, in Sümpfen und Mooren an. In beiden Ablagerungsräumen wurden die organischen Ausgangssubstanzen durch die Überlagerung von Sanden, Tonen und Geröllen von der Sauerstoffzufuhr abgeschnitten. Daraus entstanden unter marinen Bedingungen der sogenannte Faulschlamm und unter kontinentalen Bedingungen Torfe und verschiedene Kohlearten. Die mächtigen Überlagerungen bewirkten durch die hohe Auflast eine tiefe Absenkung der organischen Sedimente (Schlamm, Torf, Kohle).
Bakterienzersetzung, hoher Druck und hohe Temperaturen wandelten dann diese organischen Sedimente in das endgültige Muttergestein. Haben die Muttergesteine eine bestimmte Reife erreicht (für Erdöl in Tiefen unterhalb 2km und für Erdgas in Tiefen unterhalb 3 km), werden Erdöl und Erdgas aus den Muttergesteinen ausgepresst. Durch die unterschiedliche Dichte von Gas, Öl und Wasser wanderten die leichteren Stoffe (Gas und Öl) nach oben. Wurden poröse Sand- oder Kalksteine oberhalb der Muttergesteine aufgewölbt und von undurchlässigen Gesteinsschichten wie Salz oder Ton überlagert und abgedichtet, bildeten sie die sogenannten Speichergesteine, in denen sich die Kohlenwasserstoffe sammeln können.
Die Masse des russischen Erdgases wurde aus marinen Muttergesteinen gebildet. Der Großteil des deutschen Erdgases geht auf die Kohlen der Karbon-Zeit zurück.
Für die Existenz einer Erdöl- oder Erdgas-Lagerstätte müssen alle Faktoren gleichzeitig vorhanden sein:
War einer dieser Faktoren nicht vorhanden oder wurde während der Erdgeschichte gestört (z.B. tektonische Bewegungen versetzen Gesteinsschichten und führen zu Undichtigkeiten des Deckgebirges), konnte bzw. kann sich keine Erdöl- oder Erdgas-Lagerstätte bilden.