Về bản chất, dầu và khí đều là các hydrocarbon. Lúc đầu chỉ có dầu được sinh ra, các hydrocarbon này có khối lượng phân tử lớn (chứa 30 – 40 nguyên tử carbon, thậm chí còn nhiều hơn). Dần dần, một phần dầu chuyển thành khí do quá trình phân cắt các phân tử lớn thành các phân tử nhỏ hơn (cracking) dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất và các chất xúc tác. Càng đi sâu vào trong lòng đất thì nhiệt độ và áp suất càng cao, quá trình cracking xảy ra càng mạnh hơn. Vì vậy các mỏ dầu nằm sâu dưới lòng đất có nhiều khí hơn.