Существует две гипотезы происхождения нефти – органическая и неорганическая. Сторонников органической гипотезы больше, и они считают, что нефть – это природная смесь углеводородов  с примесью сернистых, азотных и кислородных соединений, образовавшаяся в результате трансформации осадочного органического материала растительного и животного происхождения. В начале образования нефть вязкая. По мере роста температур и давления большие молекулы непрерывно разрушаются и расщепляются на более легкие и более подвижные. Таким образом, чем дольше процесс образования нефти, тем более «легкой», или менее вязкой, она становится. Российская нефть по качеству в среднем соответствует мировым стандартам, но несколько уступает по плотности и содержанию серы ее лучшим сортам: североморской, легкой аравийской и нигерийской. Доля высокосернистых нефтей (более 2% серы) в российских разведанных запасах – около 12,5%, три четверти их сосредоточены в Волго-Уральской провинции, в том числе около 30% – в Республике Татарстан.

Доля легкой нефти (плотностью до 0,87 г/ см³) в разведанных запасах России составляет почти 70%, на нефти средней плотности (0,87–0,9 г/ см³) приходится почти 15%, остальные запасы (15%) представлены тяжелыми нефтями плотностью более 0,9 г/ см³.

В Волго-Уральской нефтегазоносной провинции преобладают средние и тяжелые нефти (с плотностью выше 0,87 г/ см³).

Нефти Западной Сибири высококачественные, преимущественно легкие, с малыми содержаниями серы и парафина; самые легкие нефти (до 0,8 г/см³) распространены в центральной и западной частях бассейна.

В Западной Сибири добывается наиболее дорогая нефть с минимальным содержанием серы (т.н. смесь Siberian Light), а на Урале и в Поволжье – в основном «тяжелые» сорта с избыточным содержанием серы, которые на мировом рынке ценятся меньше (ближе к Urals). В нефтепроводе всё смешивается и получается смесь Urals, цена которой на 3–5 дол. дешевле марки Brent. Именно по последней определяются цены в мире. Потери на качестве обходятся стране по разным оценкам от 250 млн. до 2,5 млрд. дол.

Хотя элементарный химический состав изменяется не сильно, различие образующих компонентов настолько велико, что нет даже двух нефтей, содержащих одну и ту же молекулярную смесь.

Сторонники неорганической гипотезы происхождения нефти считают, что синтез углеводородов нефти осуществляется за счёт водорода и углекислого газа, мигрирующих из мантии Земли. Поэтому геологический процесс формирования месторождений продолжается и в настоящее время, а значит, нефть – возобновимый, неисчерпаемый ресурс.