一种颗粒极细的沉积岩，形成过程中含有大量成油有机物（碳氢化合物）。大多数油页岩呈暗色（黑、褐或深灰），有些层因含有蜡状有机物质而呈黄、红或绿色。用显微镜观察这种岩石的薄层，可以发现微小矿粒的四周，包围着大量色暗，形状不定的黄、红、绿微粒，这可能是单细胞植物藻类的孢子、花粉和花丝的化石。其他动植物的化石可能很明显、数量也多。不过油页岩中大多数有机物一般都变成了很细的粉末，无法加以辨别。油页岩中还含有大量不能燃烧的矿物，如方解石、白云岩、粘土和长石，这些通常要占到岩石成分的一半以上。

　　油页岩最初是堆积在古湖泊，池沼和潟湖底部的软泥和污泥。生活在这些水域底部的动、植物极多。它们死亡后沉于底部，一部分遗骸保留下来，静水中尤其多。因静水中缺氧，有机物不能完全腐朽。富含有机物的泥层，逐渐被上面的较新泥层掩盖。上覆层的重压，慢慢使下面的泥层变成坚硬的岩层。已知某些年代最古老（大约在6亿年前）的岩层，以及许多生成较为晚近的岩层，包括少数形成于现代湖泊中的岩层中，都已发现了油页岩。它在遍及全世界的某些沉积层中，分布是相当广泛的。

　　油页岩加热到480℃左右，其中的很多有机物质就会融化。给这种液体的温度再加高，就会变为气体。有些气体可浓缩为汽油，一部分会成为气态碳氢化合物（石油气）。这么一来，油页岩中的有机物质，约有25—75％可以成为石油和可燃气。油页岩可以当固体燃料燃烧，也可加工生产石油或可燃气。比如可燃气态碳氢化合物，已成为欧洲某些国家油页岩工业的主要产品。石油提出以后，剩余废料可在建筑上作轻集料使用。

　　已探明的油页岩矿，估计每吨可提炼出10加仑石油，总量达2百亿桶。所以全世界的油页岩是油、气和固体燃料的一个低一级的来源。品质最高的油页岩矿分布于北美洲。如美国科罗拉多，犹他和怀俄明等州的落基山脉地区，油页岩矿区广达8000平方公里。这些矿是第三纪始新世堆积在两座大面积湖泊底部沉积层的一部分。这个名为格林河（Gr-eenRiver）组的湖盆沉积，是因在怀俄明州格林河附近有露头而定名的。它大约在5000万年前开始沉积。科罗拉多州西北部皮西安斯（Picance）河流域的高质量油页岩，估计含石油达130亿桶。

　　阿拉斯加州北部布洛克斯山脉（BrooksMou-ntain）有侏罗纪和白垩纪沉积的大面积油页岩矿。阿拉斯加州东部有第三纪油页岩矿。新西兰也有油页岩。

　　只有品位最高又便于开采的油页岩，才有经济价值。格林河岩组的油页岩，可以生产等量石油的费用提炼的石油，估计可达800亿桶。这个潜在油源的蕴藏量，均相当美国已探明石油资源的两倍。用加热法从某些油页岩矿中提炼石油的试验已在进行。如果最后证明以工业规模从油页岩中提炼石油是可行的话，那末这种潜在的石油供应能力将是非常大的。