Petroleum dan gas asli terbentuk daripada pereputan anaerobik bangkai hidupan termasuk fitoplankton dan zooplankton yang mendap pada dasar laut (atau tasik) secara berbanyak-banyak dalam keadaan anoksia pada jutaan tahun dahulu. Sepanjang zaman, jirim organik ini tercampur dengan lumpur dan tertanam di bawah lapisan-lapisan endapan yang berat. Takat haba dan tekanan tinggi yang terhasil menyebabkan jirim organik itu untuk berubah, mula-mula menjadi bahan melekit yang dipanggil kerogen yang ditemui dalam syal minyak, kemudian dengan lebih banyak haba, ia menjadi hidrokarbon cecair dan gas dalam proses yang dipanggil katagenesis.

Terdapat pelbagai jenis sebatian organik atau hidrokarbon dalam sebarang campuran bahan api. Campuran hidrokarbon itulah yang menentukan sifat-sifat sesejenis bahan api, seperti takat didih, takat lebur, ketumpatan, kelikatan dsb. Sesetengah bahan api, contohnya gas asli, hanya mengandungi komponen-komponen bergas yang mendidih pada takat yang amat rendah, manakala yang lain seperti petrol atau dieel mengandungi komponen yang mendidih pada takat yang lebih tinggi.

Sementara itu, tumbuhan daratan sering membentuk arang dan metana. Kebanyakan lombong arang berasal dari usia Karboniferus dalam Sejarah Bumi. Tumbuhan daratan juga membentuk kerogen jenis III, sejenis sumber gas asli.