חומר אורגני עובר שינויים בהרכבו בעקבות העלייה בעומק שקיעתו ובטמפרטורה. שלושה שלבים בהתפתחות פחמימנים מחומר אורגני נקראים דיאגנזה, קטגניסיס ומטגנזה. מצב הצבירה של פחמימני הנפט בטבע תלוי בתנאי טמפרטורה, לחץ, מועד השקיעה והרכב מבנה הנפט.