油页岩沉积环境从海相到陆相都有分布，但国外以海相为主。油页岩形成的时代也很广泛，从寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪到古近纪都有分布（表13-1）。古生代油页岩资源以海相油页岩与碳酸盐岩共生为主，多形成油页岩、磷块岩、燧石岩石组合类型，以分布面积广、厚度大，但含油率较低为特征；中新生代油页岩资源则以湖相沉积与煤共生为主，常与火山碎屑岩伴生，以分布面积小、厚度薄，但含油率较高为特征。
表13-1 国外主要油页岩分布时代及其特征
全球42个国家共有油页岩油地质资源量4540×108t，可采资源量约1500×108t，主要分布于美国、中国、俄罗斯、刚果、巴西、意大利、摩洛哥等11个国家，其中美国油页岩油资源量最大，占全球油页岩油总资源量的71%（表13-2）。目前仅有美国、中国、意大利、爱沙尼亚4个国家开展过全国范围内的油页岩油资源评价。
表13-2 世界油页岩油资源量前11位国家统计一览表
续表
注：中国油页岩油资源量数据为2005年全国新一轮油气资源评价结果。
中国是一个油页岩资源丰富的国家，油页岩广泛分布，主要分布于中、新生界，上古生界油页岩仅分布于准噶尔盆地（表13-3）。新生界以中小断陷型盆地为主，中生界以大型克拉通坳陷型盆地为主，上古生界以前陆型盆地为主。古近-新近系是油页岩最主要的分布层位，平面上分布于东部和中部地区，东部自北而南为东北地区、华北地区、鲁西地区、鲁东地区、苏浙皖地区和两广地区，中部从晋东南地区、洛阳地区、南阳地区、江汉地区、赣湘粤地区到雷琼地区。白垩系油页岩主要分布于天山、祁连山、秦岭到淮河以北的广大地区，侏罗系油页岩主要分布于西北地区和东北地区，三叠系油页岩主要分布于鄂尔多斯盆地和滇西断陷带，上古生界二叠系油页岩分布于新疆准噶尔盆地东部博格达与克拉美丽山前。
表13-3 中国主要油页岩矿床的地质特征一览表
中国0～1000m埋深油页岩地质资源量为7199×108t、可采资源量为2432×108t，油页岩油地质资源量为476×108t、可采资源量为120×108t；主要分布于东部区和中部区，东部油页岩资源量为2520×108t，中部区油页岩资源量为3168×108t，分别占全国油页岩资源的35%和44%。从盆地分布看，中国油页岩油资源主要分布于松辽、鄂尔多斯、伦坡拉、准噶尔、羌塘五大盆地中，占全国油页岩油总资源量的90%（表13-4），其中伦坡拉、羌塘盆地处于西藏高原，受自然地理条件限制，目前基本不具可动用性与经济性。从赋存环境看，中国油页岩资源主要赋存在平原区，其次分布于高原和黄土塬，其中平原区油页岩资源量占全国油页岩资源量的45.2%。从含油率看，全国油页岩含油率主要集中在3.5%～5.0%之间，占全国油页岩总资源量的45.4%；其次分布于5.0%～10%之间，占全国油页岩资源量的37.1%。
表13-4 中国油页岩油资源量前12位含油气盆地一览表
注：统计数据为2005年全国新一轮油气资源评价结果。