20世纪70年代，法国石油地质学家蒂索（B．P．Tissot）提出了干酪根晚期生烃学说，使油气有机生成理论深入人心，成为全球油气勘探的主导理论。在此理论指导下，地质人员找到了背斜油气藏、断块油气藏、岩性地层油气藏等，这些油气藏通常被称为常规油气藏。
20世纪30年代，美国学者威尔逊（W．B．Wilson）首次预测了当时一些没有勘探价值的“非常规油气藏”的存在。20世纪80年代以来，一些不同于传统构造油气藏的非常规油气资源，比如页岩气、致密砂岩气、页岩油等资源在全球逐渐成为油气储量和产量增长的重点领域和研究热点。比较统一的观点认为，非常规油气具有与常规油气完全不同的地质特征，是石油地质学发展的一个新兴学科方向，一般指在现有技术条件下不能用传统技术开发的油气资源。通常分为非常规石油资源和非常规天然气资源两大类。前者主要包括致密砂岩油、致密灰岩油、重（稠）油、油砂油、页岩油、油页岩等，后者主要指致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物等。
非常规油气有两个关键标志：油气资源大面积连续分布，圈闭界线不明显；烃源岩与储层共生或临近，需要采用特殊的开采技术才能获得产量。
当前，我国油气开发从常规油气资源向非常规油气资源发展，勘探开发理论从“源储分离”向“源储一体”、连续型油气聚集、常规—非常规共生富集、人造油气藏等方向发展，勘探开发尺度从厘米级、微米级向纳米级拓展，油气勘探开发进入新的阶段。