由于地壳的时升时降，同一地区不可能连续不断地接受沉积。某一地区在沉积了某一时代的地层后，地壳又开始了上升运动。当这里的地壳露出水面后，它不仅不能再接受沉积，连已经形成的岩层也将被风化、剥蚀。当这一地区再次下降接受沉积时，地层就出现了间断，新老地层之间就缺失了一个时期的沉积。这个时期可以长达千百万年。这种现象叫沉积间断。存在着沉积间断的地层接触关系叫作“不整合”。新老地层间的接触面叫“不整合面”。不整合面下的老地层在上升和遭受剥蚀期间还可能经历过种种构造运动，因而可能存在褶曲、隆起和断裂等地质构造。
地层油气藏是指储层因地层的性质，包括孔隙度和渗透率等岩石性质的变化而形成的油气藏。地层油气藏的形成与地层削蚀、超覆等各种类型的不整合面有关。地层油气藏是主要由经过沉积间断以后新沉积的不渗透地层形成的油气藏。这类油气藏的圈闭条件实际是由沉积成岩作用和构造运动相结合形成的。
在不整合面下倾斜的老岩层中如果存在被盖层、底层夹持的储层，不整合面上的不渗透层就是封堵储层出口的“坝”。这种储层里如果聚集了油气，就是地层遮挡单斜油气藏。
不整合面下的老岩层中，如果有被剥蚀了顶部的背斜，不整合面上的不渗透岩层又正好把它被剥蚀的顶部挡住，就可以形成地层遮挡顶部隆起油气藏。我国著名的鄂尔多斯大气田就属于不整合气藏。现在储存大量天然气的地层由于在过去漫长的地质历史中经历了风吹、雨淋等风化作用，缝缝洞洞非常发育，就可以成为良好的油气储藏地。也就是说，下面的岩石层经过风化以后，发育了丰富的孔洞，渗水性也大大增加了，上面再次沉积了致密的泥岩或页岩等，就像给沙土地上“盖上了厚厚的大被子”，一旦油气进入下面的地层，就有可能形成油气藏。
古潜山油气藏也是一种地层油气藏。潜山油气藏是指古地形凸起被上覆不渗透层覆盖形成圈闭，油气聚集其中而形成的油气藏。在地质历史时期，由于地壳运动造成不整合面，下伏地层上升，遭受强烈风化。致密、坚硬、抵抗风化能力强的岩层，在古地形上呈现为凸起、小丘。抵抗风化能力弱的岩层，则成为凹地。这样的古地貌，如果保持和延续一个较长的地质历史时期，则这些凸起、小丘，由于遭受各种地质营力的长期风化、剥蚀、溶解，其本来是致密坚硬的岩层，也将被破坏而成为破碎带、溶蚀带，从而具备良好的储集空间和渗透通道。随后当地壳下沉，其上为不渗透层覆盖时，便形成了剥蚀凸起圈闭。组成潜山的地层多种多样，变质岩、岩浆岩、碳酸盐岩潜山等有利的储层，形成许多大型油田。渤海湾盆地由于经历过整体的抬升与下降，远古时期曾经的山体经过风化，形成了良好的储层，后来山体再次下沉，造就了华北任丘潜山油田的形成。
在一个含油气区，构造油气藏总是最先被发现，随着勘探程度的增加，包括地层油气藏在内的非构造油气藏的比例会不断增加。随着勘探技术的不断进步，在世界各地发现的地层油气藏逐渐增多，它们不仅数量多、分布广，常常储量也很大，其类型也是多种多样。