埋藏在海底的石油和天然气，不论其生成条件是否属于海洋环境，都列入海底石油资源。
近40多年来海上石油勘探工作查明，海底蕴藏有丰富的石油和天然气资源。据1979年统计，世界近海海底已探明的石油可采储量为220亿吨，占当年世界石油探明总可采储量的24%；近海海底已探明的天然气储量为17万亿立方米，占当年世界天然气探明总可采储量的23%。
美国石油地质学家H.D.赫德伯格认为全球具有含油气远景的海洋沉积盆地面积共有7800万平方公里，约与陆地上具有含油气远景的沉积盆地面积相当。
据美国石油地质学家L.G.威克斯1973年估计：世界上水深300米以内海底潜在的油气资源量约有1000亿吨原油和相当于556亿吨原油的天然气，还有500亿吨二次可采原油以及300亿吨重质原油。
油气藏的形成包括油气的生成、运移和储集等一系列复杂过程。海底沉积物内富含有机残余物，其主要来源为浮游生物（如藻类）和细菌。这些有机碎屑物随同泥沙沉到海底后，富含有机物的细粒沉积在缺氧的条件下开始有机物化学性质的转变。微生物活动是这种转变的主要因素之一。细菌作用产生的甲烷气体可在沉积浅部储层中出现或形成气体水合物。石油生成需要50～60°C以上的温度、一定的压力和一定的地质年代。这样的条件在埋藏深度大于1000米时才能达到。原始有机物质的类型在生成油或气的相对丰度方面起着重要作用。富含浮游生物、细菌等有机质的沉积物与湖泊、泻湖或海洋沉积环境有关，这类有机质被认为是生成石油的主要母质。植物表皮、孢子、花粉、树脂质和木质素等有机质的沉积物与近岸环境和河流相沉积环境有关，树脂质和木质素等被认为是生成天然气的主要母质。残余有机碳达 0.5%以上的泥岩和页岩被认为是有利的生油岩。残余有机碳超过0.1%的碳酸盐岩也可以是好的生油岩。
沉积岩内生成的烃类，经过运移进入多孔粗粒的沉积层或有孔隙和裂隙的岩层内聚集。这类孔隙性储集层多属于海退或海侵期的滨海相、河流相或生物礁相沉积。粗粒沉积物还可能被海洋浊流带到海底形成浊积岩，与细粒富含有机物的生油岩间互成层，形成良好的生油、储油和盖层组合。
石油与天然气只有聚集在具有封闭条件的各种类型圈闭内（如构造圈闭、地层圈闭或混合圈闭等）才能形成油气藏。海底油气藏的圈闭类型大多属于穹窿背斜构造，其次为由断层活动形成的滚动背斜或倾斜断块构造，不整合面形成的生物礁构造或潜山构造，盐膏层、软泥岩或火山岩形成的底辟构造，以及深海扇、浊积砂、沿岸砂坝、河道砂和三角洲形成的地层-岩性圈闭等。由于重力分异作用，天然气聚集在含油气构造的顶部，中部为油环，低处为水体。或因生油母质类型不同和差异聚集或油气运移等因素，一个构造带可能全部为气田，另一个构造带全部为油田。
在世界大洋中，深海洋盆与大陆边缘、小洋盆的油气远景有明显的不同。 大陆架对石油的生成和聚集具有许多有利条件。陆架区生油有机物来源丰富。快速的沉积和沉降有利于有机物的保存。较高的地温有利于有机质转化成石油和天然气。储油层的多孔性和渗透性有利于生油岩中烃类的排出和运移。构造运动形成多种类型的圈闭。巨厚的沉积盖层足以防止油气的散失。加之水深较小，便于开发，因此海底石油资源的勘探和开发主要集中在大陆架区。然而，水深较大的大陆坡和大陆隆，也拥有良好的油气远景。
近20年来，世界各地共发现了1600多个海洋油气田，其中70多个是大型油气田。已开发的近海油气田主要有中东波斯湾的背斜圈闭型油气田，美国墨西哥湾和西非尼日利亚的三角洲相沉积滚动背斜型油气田和盐丘构造型油气田,委内瑞拉马拉开波湖的断块型油气田，欧洲北海南部的二叠系断裂背斜气田、中部的第三系背斜油气田和北部的侏罗系倾斜断块-潜山油气田,东南亚在印尼、马来西亚、文莱和泰国湾亦已发现了一系列第三系背斜油气田。
中国有辽阔的海域和大陆架。渤海、黄海、东海和南海水深浅于200米的大陆架面积为100多万平方公里。渤海、黄海和北部湾属于半封闭型的大陆架。东海和珠江口外属于开阔海型的大陆架。几条流域面积广大的江河由陆地携带入海的泥沙量每年超过20亿吨。中国大陆架的生储油条件是有利的。经物探工作查明，中国近海具有含油气远景的沉积盆地有7个，面积共达70万平方公里(表2)。
中国于1960年开始在海南岛西南的莺歌海进行海上地球物理测量和钻井。1967年以来，先后在渤海(1967)、北部湾(1977)、莺歌海(1979)和珠江口(1979)获得工业油流。中国近海大陆架海底石油资源的勘探和开发工作已逐步开展。
