來源
頁岩油發現中國撫順、茂名、美國格林河（一譯綠河）所產的頁岩油的氫碳原子比較高，適宜於加工製取輕質油品；但由於其含氮量較高，加工煉製時必須加以脫除，否則會影響油品質量。
愛沙尼亞所產的頁岩油中酚類等含氧化合物很多，適宜於加工製取化學品。撫順、茂名頁岩油經過適當的加工精製，可以製得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，還可獲得石蠟、酚類、吡啶類、環烷酸和石油焦等化工副產品。頁岩油加工的方法與天然石油的煉製過程基本相同，包括精餾、熱裂化、石油焦化、加氫精制等過程。
分布
多段水平井壓裂開發頁岩油示意圖中國油頁岩資源儲量也很豐富，根據2004-2006年新一輪中國油氣資源評價結果，中國油頁岩資源7199.4億噸，油頁岩可采資源2432.4億噸；頁岩油資源476.4億噸，頁岩油可采資源159.7億噸，頁岩油可回收資源119.8億噸，遍布20個省和自治區、47個盆地和80個含礦區，主要分布在松遼、鄂爾多斯、準噶爾、柴達木、倫坡拉、羌塘、茂名、大楊樹、撫順等9個盆地。其中，松遼、鄂爾多斯、準噶爾等3個盆地油頁岩資源占全國的74.24%，可回收頁岩油占全國的64.25%。吉林、遼寧和廣東三個省份的儲量最大。
組成
頁岩油工業是能源工業的一個重要組成部分，也是天然石油的一種補充能源。組成頁岩油的化合物主要有以下幾類：烴類、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。油頁岩熱解後得到的頁岩油富含烷烴和芳烴，但烯烴含量較天然石油中的高很多，並含氮、硫、氧等非烴類有機化合物。
頁岩油與天然石油不同之處就是頁岩油中不飽和烴的含量極高；另一不同之處是頁岩油中非烴化合物含量高。在天然石油中不含烯烴，含氮化合物含量也不高，含氧化合物則更少。
性質
頁岩油油頁岩經熱加工後，其有機質受熱分解生成的產物，類似天然石油，但又比天然石油含有更多的不飽和烴，並含氮、硫、氧等非烴類有機化合物，而這些不飽和烴類及非烴類有機化合物又是造成油品膠質增多、沉渣形成而導致安定性變差、顏色變黑的主要原因。
頁岩油常溫下為褐色膏狀物，帶有刺激性氣味。頁岩油中的輕餾分較少，汽油餾分一般僅為2.5%～2.7%；360℃以下餾分約占40%～50%；含蠟重油餾分約占25%～30%；渣油約占20%～30%。頁岩油中含有大量石蠟，凝固點較高，含瀝青質較低，含氮量高，屬於含氮較高石蠟基油。
世界各地所產的頁岩油由於組成和性質不同，在密度、含蠟量、凝固點、瀝青質、元素組成方面有很大差別，但各地頁岩油的碳氫重量比均在7～8左右，是最接近天然石油，最適於代替天然石油的液體燃料組成。
加工
影響頁岩油柴油顏色及安定性的主要因素是其中含有大量的不飽和烴及氮、硫、氧等雜原子化合物，要解決頁岩油柴油質量合格問題，關鍵在於如何脫除頁岩油中的氮、硫、氧等雜原子化合物。
截止2011年，頁岩油的加工方法主要分為加氫處理和非加氫處理二種。加氫處理頁岩油可得到液體燃料，包括柴油、石腦油和汽油，生產的柴油穩定性好，產品收率高，沒有“三廢”排放，但一次性投資大，所需設備費用及操作費用也很高，適合於大型煉油廠；而非加氫處理過程設備投資小，工藝操作簡單，費用較低，適合中小型煉油廠，非加氫處理一般包括酸鹼精製、溶劑精製、吸附精製和加入穩定劑等。
用途
頁岩油中豐富的烷烴和烯烴可生產相關的高附加值化學品。C6～10餾分被利用來生產增塑劑；C10～13餾分中通過生物降解線形十二烷基苯所得的產品作為清潔劑原材料；C14～18餾分作為脂肪醇和烷基硫化鹽產品的原材料；重質烷烴餾分通過裂化以生產各種低分子質量的烯烴，也可以獲得瀝青和碳纖維。
頁岩油硫化物主要為硫化氫、硫醇類、噻吩類及硫茚等有機硫及二硫化物。硫的資源廣而廉價，工業上、農業上、醫藥上、染織上和合成材料上的硫和硫化物的用途是非常多的。硫的用途主要是制酸（主要是硫酸）。
頁岩油中的含氮化合物可分為3類：鹼性的、弱鹼性的和中性的。鹼性含氮化合物主要是叔胺類的吡啶系、喹啉系和異喹啉系化合物，弱鹼性含氮化合物主要屬於吡啶系化合物，中性含氮化合物則主要是腈類R-CN。
而頁岩油中存在的含氮化合物主要為吡啶系氮化物。吡啶鹼是多用途的化工原料，它能溶解一般溶劑所難溶解的有機物，尤其是輕質吡啶，廣泛用於製藥工業。重質吡啶除了氧化製取菸鹼酸外，又是有色金屬礦的浮選劑，尤其對硫化物礦具有優良的富集性能。
吡啶鹼及硫酸吡啶絡合物對稀酸侵蝕鋼鐵有一定的抑制作用，可用做鋼鐵腐蝕抑制劑。
頁岩油中的含氧化合物有：酸性含氧化合物和酚類，以及中性含氧化合物。而頁岩油中含氧化合物的利用主要以酚類化合物為主。酚類化合物是塑膠、染料、合成纖維、電氣絕緣、防腐蝕和藥品等的主要化學原料。其中重質酚類可以作為銅、鉛、鋅磁鐵等礦物的浮選劑，也是製造木材粘合劑、農藥殺蟲劑等原料。
開發
大港油田工作人員在現場調試頁岩油開採設備2012年11月12日，國際能源署在倫敦發布《世界能源展望》，報告預計到2017年美國將超越沙特成為全球最大產油國。
2013年10月，美國由於頁岩油的連線開採提煉，超過沙烏地阿拉伯成為世界最大產油國。已勘測到的“技術上可以被開採”的全球頁岩油資源規模約為3450億桶，相當於全球原油供應量的10%。其中俄羅斯頁岩油儲量最大，約為750億桶，美國580億桶排第二，中國320億桶徘第三。
2014年5月，在英格蘭南部威爾德盆地（Wealdbasin）發現頁岩油，儲量可能高達數十億桶。威爾德盆地位於倫敦南部，覆蓋薩里（Surrey）、蘇塞克斯（Sussex）、漢普（Hampshire）及肯特（Kent）四郡。該地區石油儲量可能高達86億桶，來自BP的數據顯示，英國可開採石油儲量為31億桶 。
2019年2月27日，中國石油天然氣集團有限公司宣布，在渤海灣盆地率先實現陸相頁岩油工業化開發，為中國陸相頁岩油革命奠定了重要基礎。大港油田頁岩油水平井官東1701H井、官東1702H井已自噴超260天，原油日產穩定在20-30立方米，官東地區已形成億噸級增儲戰場。預計到2022年，中國石油將建成中國陸相頁岩油勘探開發示範區，帶動東部頁岩油勘探開發；到2025年，整體增儲3億噸。
