所謂石油不可再生，是指石油的形成速度太慢，石油的形成過程可能比人類整個文明都要長，而且如果大量動植物不死亡，就不會有石油“原料”的積累。關於石油的形成壹直有兩種理論:壹是生物油是美國人提出來的；第二，非生物油是蘇聯科學家提出的。
目前公認的石油形成理論是生物油。古代海洋生物大量死亡，生物的有機質在持續的高溫高壓下不斷被壓縮加熱並與汙泥混合，最終被壓在沈積巖下形成含蠟油頁巖。這些碳氫化合物比周圍的巖石輕得多，並逐漸向上滲透，聚集在壹起，形成壹個油田。
這種石油形成的方法至少需要200萬年。目前地球上的石油可能早在5億年前就形成了，在恐龍時代之前就存在了。另壹種觀點認為，石油是地球中的巖石，會以碳氫化合物的形式自然存在，最終形成復雜的碳氫化合物和石油，石油會逐漸向上滲透，形成被人類發現的油田。
這種石油形成的方法被認為是可再生的，可以在沒有生物屍體的情況下形成。根據這壹理論，石油應該不是地球上獨有的產物，在月球或其他星球上也可能存在。隨著人類勘探開發技術的進步，探明的石油儲量會越來越多。幾十年前有人呼籲石油可以再供人類使用二三十年，但隨著越來越多發現石油的開發，這個時間也被往前推了。根據已知的全球石油儲量，如果不再發現石油，它將在壹百年內用完。？
生物油會導致世界石油分布不均。如果是巖石物理石油，石油的全球分布應該是非常均勻的，石油中發現的生物標誌物也是生物油的證據。當然，這個理論也有很多疑點。