Il petrolio è una miscela naturale composta principalmente da idrocarburi allo stato liquido, gassoso o solido, contenuti nei pori delle rocce sedimentarie in depositi chiamati giacimenti. La sua formazione si deve a un processo di trasformazione e decomposizione di sostanze organiche – resti di piante e animali – durato centinaia di milioni di anni.
Dal punto di vista chimico gli idrocarburi sono catene di atomi di carbonio ed idrogeno con presenza in tracce di metalli pesanti e dei cosiddetti NSO, azoto (N), zolfo (S) e ossigeno (O).
È un combustibile fossile che, così come il carbone e il gas naturale, dopo la fase di estrazione, necessita di essere lavorato e raffinato prima di diventare carburante per i trasporti, combustibile per la produzione di energia o un qualsiasi oggetto in plastica.
A oggi la produzione di petrolio copre circa il 35% dei consumi mondiali di energia. Le riserve di questa fonte non sono uniformemente distribuite nel mondo, ma concentrate in alcune zone del pianeta. Le principali sono localizzate in Medio Oriente (63,3%), America Latina (11,3%), Africa (10%), Europa e Asia centrale (9,4%).
È importante ricordare che circa un quinto dei giacimenti si trova sotto il mare. In molti stati come Canada, Venezuela e Russia la ricerca petrolifera ha individuato giacimenti di idrocarburi non convenzionali come le sabbie bituminose e gli scisti bituminosi, etc.
Non tutte le nazioni sfruttano le loro riserve appieno: problemi di natura tecnica e politico/burocratica frenano la produzione di petrolio limitando le potenzialità di questa fonte.
Secondo la IEA, International Energy Agency, ci sarebbero ancora idrocarburi per 4.000 miliardi di barili equivalenti di petrolio equivalente nel sottosuolo. A questi si aggiungono gli idrati di metano, acqua ghiacciata, che ha intrappolato al proprio interno molecole di metano, 1 mc di idrato può contenere sino a 107,7 mc di metano. Una stima delle riserve in posto di metano negli idrati indica un valore di 20 milioni di miliardi di mc. La messa in produzione di tale risorse richiede però una tecnologia attualmente in fase di studio.