Olía myndaðist úr rotnuðum plöntu- og dýraleifum, einkum úr leifum sviflífvera, sem söfnuðust fyrir á sjávarbotni fyrir milljónum ára. Aðstæður á þessum tíma voru plöntusvifi mjög hagstæðar (kyrr, hlýr, grunnur sjór) þannig að svifinu fjölgaði hratt. Hluti plöntusvifsins var étinn af dýrasvifi sem fjölgaði einnig hratt. Þegar svifið dó sökk það til botns í miklu magni. Á botninum voru súrefnissnauðar aðstæður og því brotnaði lífræna efnið lítið sem ekkert niður. Leifarnar mynduðu lög á sjávarbotninum og grófust svo undir setlögum sem steingerðust með tímanum. Hiti og mikill þrýstingur í langan tíma breyttu plöntu- og dýraleifunum í olíu, en til þess að olíumyndun geti átt sér stað þarf hitastigið að vera um 60-160°C. Verði hitastigið hærra sýður olían og gas myndast. Þetta hitastig er einmitt að finna á 2-5 km dýpi í jarðskorpunni.

Hráolía er oft blönduð sjó. Þar sem olía er eðlisléttari en vatn og berg leitar hún upp á við í berglögum. Bergið hefur rými á milli korna og er því hript (gropið). Olían kemst á milli korna og leitar upp á við um sprungur í berginu. Til þess að olía finnist í vinnanlegu magni þurfa allar þessar aðstæður að vera fyrir hendi:

• Mikið magn svifs sem hefur sokkið til botns, þar sem það grófst undir öðrum setlögum án þess að brotna niður að neinu ráði.
• Setlög sem hafa legið í langan tíma (jafnvel milljónir ára) þar sem hitastig var hæfilegt og þrýstingur nægilegur til að olía myndaðist, en um leið ekki of mikill.
• Hript berg eða sprungur svo olían geti leitað upp á við í berginu.
• Berglag sem ekki er hript, t.d. leirlag. Olían flýtur þá upp á við og safnast fyrir undir þétta jarðlaginu.
• Tektónískar hreyfingar í berginu þannig að það verpist. Þá myndast jarðfræðileg gildra og olían getur safnast fyrir.

Auðveldast og hagkvæmast er að vinna olíu úr berglaginu þar sem hún safnast fyrir. Með nýrri vinnslutækni er þó farið að vinna olíu beint úr myndunarlaginu.