原油的轻与重是指相对于水的密度而言。石油的密度变化非常大，在20℃相对密度一般介于0．75～1．00之间。在自然界里常发现相对密度大于1．00的石油，油非常黏稠，也有小于0．75的石油，从地下深处采出后直接可以用来开拖拉机、摩托车甚至汽车。这是为什么呢？这得从原油的生成时间不同和后来经受的变化来说明。
在地下深处，随着埋藏深度的增加，古地温场、古地层压力不断升高。
当烃源岩埋藏较浅时（＜1500米），原始有机物质处于生物化学作用阶段，在细菌生物降解作用下，会产生以甲烷为主要组分的浅层生物气；同时，在较低的温度和压力条件下也可生成部分挥发性气体和低熟油，低熟油相对密度较大（＞0．91）。在埋藏深度为1500～2500米时，烃源岩进入热催化生油气阶段，达到成熟阶段的烃源岩中有机质会大量生成油和气。在埋藏深度为2500～3500米时进入高成熟阶段，生成过成熟原油，其相对密度较小，属轻质油。而当埋深为3500～4000米时，则进入热裂解凝析气阶段，在地下高温高压条件下呈气态，但在地面由于温度、压力的降低会凝结成液态轻质石油，也称为“凝析油”，就是那些可以供拖拉机直接使用的“油料”。
重质油是指在地面上温度为15．6℃和一个大气压条件下相对密度为0．934～1的原油。重质油广泛分布于世界各地，其蕴藏量巨大。我国的大庆、辽河、大港、胜利、准噶尔、塔北、柴达木和海上等已发现了数量可观的重质油藏。
自然界大体存在以下几种成因的重质稠油：
边缘氧化成因的重质稠油：一般分布在一个凹陷的边缘斜坡带上端，因后期构造活动使边缘带整体上升，成为油气运移的主要方向。沿不整合面或砂体运移来的油气，易被边缘水交替带中的低矿化度大气水水洗，发生生物降解，形成软沥青、稠油带。如辽河油田的曙光—欢喜岭油田、克拉玛依—夏子街油藏等。
次生运移形成的重质稠油：多产于构造断裂带上。断裂活动使下部原生油藏遭到破坏，油气沿断层上窜，在一些孔隙大、渗透率高的砂岩中聚集，原油遭生物降解变稠。在我国大港油田的港东和胜利油田的浅层中，发现了此类油藏。
油藏底水作用型重质稠油：一般产于埋藏较浅的块状油藏。大型块状油藏内的石油与底部所含的水接触面积大，与底水交替活跃，低矿化度的底水长期缓慢地水洗，促使下部的原油遭受细菌生物降解而成为稠油。在辽河高升油田和胜利孤岛油田均可见到。
风化氧化型重质稠油：后期发生强烈的构造断裂活动可能使早期形成的构造油藏被抬升接近地表，产生的断裂不仅使地表水易于进入油藏，加强了水洗生物降解和地表的风化作用，也常使原来油藏的盖层遭到破坏，致使天然气和油中轻组分大量逸散，最终使原始油藏变成重质稠油。如吉林油田的扶余Ⅰ号重质油藏、冀中宁晋凹陷的晋7井重质油藏等。
重质油的开发要比轻质油难多了，由于黏稠且流动性差，一般要向地下油层中注入热蒸汽，甚至要采用“火烧”油层的技术，还需要井筒加热，才能使它流到地面上。
地温场：地球内部热能通过导热率不同的岩石在地壳上的表现。地表之下，地温随埋藏深度的增加而有规律地增加。一般将深度每增加100米所升高的温度，称为地温梯度。地温梯度一般在3．5℃/100米。