Có rất nhiều giả thiết về nguồn gốc của các nhiên liệu hoá thạch. Theo giả thiết được chấp nhận nhiều nhất thì các nhiên liệu hoá thạch được thành tạo từ các vật chất hữu cơ (phần còn lại của cây cối hoặc động vật) nén ép trong lòng đất tại áp suất cao trong thời gian dài. Quá trình này được gọi là quá trình thành tạo metan do nhiệt. Tương tự với sự thành tạo dầu, metan sinh ra do nhiệt được tạo thành từ các mảnh vật chất hữu cơ bị bao phủ trong bùn và.