沉积岩类是由江河湖海中的碎屑物沉积或各种盐类化学沉淀而形成的，分布十分广泛。
与石油和天然气、煤等这些有机矿藏有关的沉积岩主要是碎屑岩和碳酸盐岩，两者的成因、形成过程明显不同。
地表先前形成的岩石是碎屑岩形成的原始物质来源，称为碎屑岩的母源岩，它们可以是先前形成的沉积岩、火山岩和变质岩甚至砂、泥等。
母源岩长期暴露在地表，在温度变化、大气（风）、流水、生物等因素作用下，发生机械破碎、化学分解，由此产生的大小不一的碎屑物质，除少部分残留在原地外，大部分都被搬运到江河湖海中沉积下来。
搬运碎屑物质主要由水流、大气、冰川和生物来完成的，其中最主要的是水流的搬运。
最常见的搬运碎屑物质的水流是河流，碎屑物质在河流中以各种方式向低地前进：大的碎屑物靠滑动或滚动前进，中等的碎屑跳跃着前进，小的碎屑悬浮着向前移动。
有些碎屑经过长途跋涉，有的经历短暂的旅行，到达最终的沉积场所堆积下来。
沉积场所包括河流、平原、湖泊、海洋等，堆积的碎屑物质被上覆堆积的碎屑物质埋藏后，开始进入成岩阶段。
在这时，碎屑物质经受机械压实，使颗粒之间胶结、交代、矿物生长变大等变化，最终成为坚硬的碎屑沉积岩。
砂岩交错层理石灰岩绕曲碳酸盐岩主要形成于海洋咸水的环境中，特殊的咸水湖泊环境也可以形成碳酸盐岩。
碳酸盐岩可在咸水中直接进行化学沉淀作用而形成，如常见的石灰岩，但有的是由生物作用形成的，如各种生物礁。碳酸盐岩的生物成因作用在地质历史演变中也有不同，在6亿多年前的海水中，镁/钙比值可能较高，pH值较低，这就阻止了钙质骨骼和介壳生物的形成。
因此，当时的碳酸盐岩显然不是由生物分泌的介壳形成的，而是由藻类的生物化学作用形成的。
从5.4亿年前开始，海水由酸性变为碱性，海水中的氧含量也大大增加，介壳生物逐渐繁盛起来，生物成因的碳酸盐岩逐渐超过了化学成因或生物化学成因的碳酸盐岩。
近代地球科学证实，石油、天然气和煤都形成并大多聚集于沉积岩中，石油和天然气可在沉积岩中进行数千米的运移，这种运移必定会在沉积岩中留下各种蛛丝马迹，人们正是根据这些痕迹来认识、了解石油的生成、运移、聚集、成藏的规律并进行开采的。