页岩油是指储存于富含有机质、微纳米级孔隙发育的页岩地层中的石油。页岩油与页岩气存在紧密的联系，其源岩类似，只是生烃与赋存的储层环境具有较大差异。对于储层埋深较浅，温度、压力较低的环境，主要在生物作用下产气并形成一定规模的页岩气；随着储层深度增加，温度压力增加，储层有机质发生热演化，从而进入所谓的生油窗口，此时页岩油生成。如果储层埋藏更深，或者温度更高，经过长期的热演化，页岩油裂解为天然气，且在一定的温度条件下生成含有较多重组分的湿气；而在更高的温度条件下，使得重烃进一步裂解成为更轻组分的干气，即为页岩气。因此，页岩油是热演化到一定程度的产物。

页岩储层有机质生烃成油。这些油一部分赋存在页岩有机质孔隙中。由于有机质孔隙壁多属于非极性分子，容易吸附非极性分子的原油，因此该孔隙油为吸附态及部分游离态。而页岩储层存在大量的无机质孔隙，如脆性矿物及黏土矿物，这些矿物多为极性分子，无机质孔隙壁较容易吸附极性分子的水。对于较强生烃能力的储层，有机质产出的原油部分驱入到无机质孔隙或裂缝中。有机质产油越多，无机质孔隙含油饱和度就越高。储层热演化程度越高，油的轻组分就越多，油的比重及黏度就越小，也就越容易流动及产出。储层对原油的封闭性越好，储层的压力系数就越高。储层天然裂缝越发育，油越容易产出。页岩油是否具有工业开发价值，与这些参数密切相关。页岩油储层单位泄油面积的产量一般要比常规油藏低很多，因此需要采用类似页岩气藏开发长水平井和采用大规模压裂技术。

页岩油的流动性远小于页岩气，开采难度要远大于页岩气。常规与非常规天然气藏开发多为天然能量驱动开发，只有个别的凝析气藏采用注入流体驱替凝析油生产。而常规油藏开发普遍采用注入流体驱替原油，如注水、注气、注化学剂等开发。然而对于页岩油显然需要注入流体补充能量开发，由于其孔隙度与渗透率非常低，注入困难，天然能量开发递减非常快，因此开发效益遇到挑战。勘探、评价与筛选优质的页岩油储层是有效与高效开发的前提。优质储层的条件主要包括储层厚、连续性好、孔隙度及渗透率较高、油气比与储层压力系数较高、原油黏度较低、隔夹层较少、脆性矿物较多、黏土矿物较少、有机质含量较高、天然裂缝较发育等。