Vrste stijena koje sadrže ulje i prirodni plin su sve sedimentne stijene, stijene nastale kada se zrnca i mineralne čestice taložene tekućom vodom stope. Budući da su ove stijene zacementirane od tako malih dijelova, porozne su, pune prostora u kojima se mogu nastaniti energetski bogati ugljični spojevi, koji se kasnije oslobađaju u obliku nafte ili plin.
Škriljevac
Škriljac je sedimentna stijena koja se često spominje kao prirodni izvor goriva, vjerojatno zbog svog obilja (42 posto svih sedimentnih stijena čini škriljac) i svog sastava. Nastaje kad se slojevi blata bogatog ugljikom komprimiraju dok se ne stvrdnu u stijenu koja zadržava te slojeve. Jedna vrsta škriljevca sadrži toliko kerogena, organske krutine koja se prerađuje u naftu i plin, da se zapravo naziva "uljni škriljevac".
Pješčenjaka
Druge vrste posebno poroznih stijena često se stvaraju iznad korita škriljevca, zarobljavajući ugljikove spojeve male gustoće koji se mogu dizati kroz blato koje postaje škriljevac u njihovim prostorima. Pješčenjak je jedna od takvih stijena, stvorena od zrna minerala poput kvarca vezanog drugim spojevima, poput silicijevog dioksida. Unutar slojeva pješčenjaka ugljikovi spojevi općenito postoje u tekućem obliku, kao sirova nafta, koja u nekim slučajevima također oslobađa prirodni plin kad se iznese na površinu Zemlje.
Karbonati
Poput pješčenjaka, karbonati su sedimentne stijene koje se obično nalaze zajedno s škriljevcem. Karbonati se, međutim, uglavnom stvaraju iz ostataka morskog svijeta, posebno školjki i kostiju, u kombinaciji s drugim mineralima. Zbog toga su puni kalcija i drugih spojeva koji dovode do njihove klasifikacije: vapnenci koji sadrže kalcijev karbonat i dolomiti koji sadrže kalcijev magnezijev karbonat. Prostori između njihovih sraslih fragmenata nalaze se tamo gdje se mogu naći nafta i plin.
Izvlačenje
Procesi oslobađanja ovih energetski bogatih tvari iz stijene koja ih rijetko zadržava jednostavni su kao sifoniranje nafte ili plina iz pora sedimentne stijene. Međutim, istraživači su razvili načine kako olakšati vađenje. Na primjer, zagrijavanjem kerogena koji se nalazi u škriljevcu nastaju plin i tekuće ulje koje lako teče na površinu, dok je hidraulično lomljenje primjenjuje visokotlačne tekućinske tokove na sedimentne stijene kako bi iskoristile svoje pukotine, omogućujući slobodno kretanje nafte i plina.