เป็นหินตะกอนเนื้อละเอียด มีสารประกอบที่สำคัญคือ เคอโรเจนแทรกอยู่ระหว่างชั้นหินตะกอน
เมื่อนำหินน้ำมันมาสกัด เคอโรเจนจะสลายตัวให้น้ำมันหิน

เกิดจากการสะสมและทับถมตัวของซากพืชพวกสาหร่ายและสัตว์พวกแมลง ปลาและสัตว์เล็กๆอื่นๆ ภายใต้แหล่งน้ำและภาวะที่เหมาะสม ซึ่งมีปริมาณออกซิเจนจำกัด

สารประกอบอนินทรีย์ ได้แก่  แร่ธาตุต่างๆที่ผุพังจากชั้นหินโดยกระบวนการทางกายภาพและ
                                        เคมีประกอบด้วยแร่สำคัญ 2 กลุ่มคือแร่ซิลิเกตและแร่คาร์บอเนต