在石油勘探过程中，人们发现了多种可以储存油气的岩石，如沉积岩、岩浆岩、变质岩等，但以沉积岩居多。这些岩石形成的年代可以早至20至30多亿年前的太古宇（地层系统分类的第一个地层系统），也可以新到距今仅有约260万年的第四纪（新生代最新的一个纪。第四纪沉积物分布极广，除岩石裸露的陡峻山坡外，全球几乎到处被第四纪沉积物覆盖），其埋藏深度从数百米至上万米不等。由于地壳中的沉积岩多以层状分布，就像“千层饼”一样叠置在一起，因而通常将具有油气储藏能力的岩层称为油气储层，简称储层。当然，虽然储层具备石油和天然储藏能力，但并非都能充满油气。如果储层孔隙中充满了石油，称为含油储层；如果储层孔隙中充满了天然气，称为含气储层；如果充满了水，称为含水储层；如果什么流体都没有，称为干层。
组成油气储层的岩石以沉积岩中的砂岩和碳酸盐岩居多，但在某些地质条件下泥岩、页岩也可以成为油气储层，因为它们的内部也是有孔隙的，只是孔隙度较小而已。区分储层与非储层的最主要的标准不是岩性而是孔隙。据统计，天然岩石中的孔隙体积占比（孔隙度）少的可以低于1％，多的可以达到30％以上。那些孔隙度大、孔隙之间连通性好的岩石，不但有利于储存更多的油气，还能够保证油气快速从压力高的地方流动到压力低的地方（如井孔），实现油气井高产。这类高孔隙度、高渗透率的岩石就是石油勘探工作者们最喜欢的油气储层，因为它们是形成油气藏的必要条件。在具有生油潜力或存在油源的地区，找到了储层，石油勘探就成功了一大半。在有利含油气区带上找储层，是石油勘探的主要内容之一，通常将其称为含油气储层预测，简称储层预测。
储层预测指在地质、测井、岩石物理等信息辅助下，基于地震资料对地下岩层的地质构造特征、岩性特征、物性和孔隙中的流体进行综合分析，从中筛选出某些最有可能储藏有石油和天然气的地层，并对这些地层的空间分布范围、厚度、岩性、物性进行定量预测与评价。
储层预测与古代风水术中的“察砂”有点类似。在古代风水术中，砂又称龙砂，指地表的土壤或破碎的砂石。为什么要寻找龙砂呢？其原因是，有的岩石是疏松的，适合于水的存储，而另一些岩石是致密的，无法存储水分。此外，古人还发现地表水与地下水在不同地域含有不同的矿物成分，含有特定成分的水可滋养当地的土壤，为动植物的生存提供良好的环境，并据此引申为这种环境可为人带来好运。如果把能够储存石油的岩石或地层称为龙砂，则储层预测就相当于风水术中的“察砂”，即找到适于油气存储和聚集的疏松岩石及符合条件的地层。
储层预测的主要内容大体可分为储层岩性预测、储层形态预测、储层物性预测三个方面。储层岩性预测指从控制储层发育的有利区带中识别或预测地层的岩性。根据同等条件下孔隙度与含油气丰度成正比这一规律，地球物理学家们最感兴趣的地层是岩性为砂岩和碳酸盐岩的地层，其次是火山岩地层，因为这类岩石的孔隙度较高。储层形态预测是对筛选出来的可能储层进行构造形态分析，获得它们的顶界面、底界面、空间分布范围及厚度等信息，利用这些参数来评价油气成藏条件。储层物性预测指对可能储层的孔隙度、渗透率等物性参数进行分析，评估这些物性参数对油气储层空间和油气运移的影响。
地震资料为储层预测提供了良好的手段。储层预测技术的发展与成熟是在地震勘探技术发展的基础上实现的。多次覆盖观测、数字地震记录、三维地震勘探等技术的出现，不但显著改善了地震资料的信噪比，而且使地震记录的动态范围得到了大幅度提高，地震成像精度和地震资料品质都有了质的飞跃，这为储层预测技术的迅速发展奠定了基础。
储层预测是一项技术方法多、综合性强、相互交叉的技术系列，单项技术不下数十种，大体上可分为地震属性分析和地震反演两大类，这些都是以常规纵波地震资料为基础，以测井、钻井资料为辅助的储层预测技术，也是当前储层预测技术的主体。
地震属性分析指从地震数据中提取与地震波的几何形态、地震运动学特征和动力学特征有关的特征值，然后采用某种或某些数学算法从中筛选或挖掘出某些与地质目标有关的敏感信息，从而实现地质目标的表征的方法。利用地震属性分析技术能够从地震数据中提取其他方法无法提取的信息，在地震属性和地质特征之间建立明确的或显性的关系，为解决复杂地质体评价提供实用的分析手段。
地震反演指以地质规律和已知的钻井、测井资料为约束，基于地表观测的地震资料对地下地层空间结构和物理性质进行成像的过程。在地震反演中，通常把地震响应（地震数据）视为已知，把地质模型视为未知，因而反演的目的是根据地震响应推测地震模型。为满足不同地质目标探测的要求，地球物理学家提出了多种地震反演方法，其中以波阻抗反演应用最广泛。波阻抗反演指利用某种反演算法将地震波形转换为反射系数，再由反射系数估算出能反映地层物性变化的波阻抗信息的过程。通过反演所获得的波阻抗数据已经消除了地震子波的影响，可以较好地反映地层的物性变化特征乃至含油气特征。
除地震属性分析、地震反演等传统技术外，一些发展中的前沿技术，如利用地震纵横波差异研究储层特征的多波多分量地震技术、基于井中激发和接收的井间地震技术、基于地面与井中联合观测的垂直地震剖面技术、可重复观测的时移地震（四维地震）技术等也可以作为储层预测的手段。