上古时代，地球上存在着大量的微小生物，他们死后被埋于地底或海底，经过长年的积累、挤压及细菌的分解，形成了分子大小不同的碳氢化合物。分子较小的成为气体，叫天然气；分子较大的是液体，即石油。
西元前三千年，美索不达米亚的人们首先发现了淤积在地表的天然沥青，并利用它来造屋、铺路。古埃及人则以沥青为防腐剂，用来保存木乃伊。
十一世纪时，中国（北宋）科学家沈括在今天陕西延安附近发现了石油，他在梦溪笔谈一书中写道：“石油至多，生于地中无穷，此物后必大行于世。”十四世纪初，中国陕北出现世界上的第一批油井，当时，中国人取油做万恶哦燃料或用来治疗家畜的疮癣。
十六世纪，欧洲的探险家在美国及印度等地，发现天然沥青，探险家们用它来修补船只。
十九世纪，人们发现可以从石油中蒸馏出点灯用的煤油（取代鲸油），因此积极寻找这种油的来源。1857年，罗马尼亚和加拿大都挖到了油井。
然而石油的大量生产，却始于美国的第一口油井。1859年8月27日，德雷克在美国宾夕法尼亚州以蒸汽钻孔机和木质的凿井设备挖到了一口油井，获得了大量的石油。此后，挖掘石油的热潮遍及美国、欧洲和中东地区，各种石油工业也随之兴起。
石油从地底下开采出来的时候叫做原油，将石油送到炼油厂之后，则以分馏的方式，提炼出各种有用的产品。二十世纪后，由于汽车工业的发展，汽油成为主要产品，其中清油和柴油裂解而成的产物——丙烯和乙烯，可以用来制成各种生活必需品，譬如塑胶、合成纤维、肥料、药品等。
目前世界上主要的石油产区在中东、俄罗斯和美国。美国是世界上石油消耗量最多的国家。石油是累积了几亿年才形成的地下矿藏，储存量极为有限，如果不知节约用油，估计在一百年内石油将会用尽。因此，节约用油和寻找替代的资源将成为未来人们的重要研究课题。