页岩油，是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源，其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。

透过裂解化学变化，可将油页岩中的油母质转换为合成原油。加热油页岩至特定温度能将分离蒸气，即借由蒸馏产生类似石油的页岩油——一种非传统用油——以及易燃的油页岩气（页岩气亦可指页岩内含的天然气体）。类似天然石油，富含烷烃和芳烃，但含有较多的烯烃组分，并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。页岩油的性质，因各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。中国抚顺、茂名、美国格林河（一译绿河）所产的页岩油的氢碳原子比较高，适宜于加工制取轻质油品；但由于其含氮量较高，加工炼制时必须加以脱除，否则会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多，适宜于加工制取化学品。抚顺、茂名页岩油经过适当的加工精制，可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工副产品。页岩油加工的方法与天然石油的炼制过程基本相同，包括精馏、热裂化、石油焦化、加氢精制等过程。

通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。在固体矿产领域页岩油是一种人造石油，是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。

从页岩油制取轻质油品，是人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。

据美国《油气》公布的统计数字，全世界页岩油储量约11万亿～13万亿吨，远远超过石油储量。全球页岩油产于寒武系至第三系，主要分布于美国、刚果、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。

中国页岩油资源储量也很丰富，根据2004-2006年新一轮中国油气资源评价结果，中国页岩气资源7199.4亿吨，页岩气可采资源2432.4亿吨；页岩油资源476.4亿吨，页岩油可采资源159.7亿吨，页岩油可回收资源119.8亿吨，遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区，主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。其中，松辽、鄂尔多斯、准噶尔等3个盆地油页岩资源占全国的74.24%，可回收页岩油占全国的64.25%。吉林、辽宁和广东三个省份的储量最大。

美国能源信息局估计，全世界页岩油总储量为3450亿桶，其中俄罗斯750亿桶，美国580亿桶，中国320亿桶。美国专家认为，俄罗斯页岩油储量几乎都蕴含于西西伯利亚巴热诺沃岩系的页岩油沉积层，在1.24万亿桶总储量中，即使不考虑经济效益也只有6%可以开采。近年来，俄卢克石油公司、俄罗斯石油公司同美国埃克森美孚石油合作、俄罗斯天然气石油公司同壳牌公司合作，计划开始对页岩油进行试验性开采。和俄罗斯情况不同的是，由于压裂和定向钻井技术的广泛应用，美国页岩油开采已达石油开采总量的30%。在对伊朗进行制裁的情况下，由于页岩油储量的存在，使国际市场原油价格能一直保持在每桶120美元以下。

2024年7月消息，由国务院国资委指导，中国石油、中国石化等9家央企共同组建的深层超深层油气勘探开发领域创新联合体正式成立，该创新联合体聚焦超深层常规油气、深层页岩油气和深层煤岩气的勘探开发，开辟陆上深层超深层油气重大战略接替新领域。

2024年10月20日，中国石化发布消息，位于山东省的胜利济阳页岩油国家级示范区，单井峰值日产油262.8吨，刷新了国内页岩油单井日产最高纪录，预测资源量有望达到105亿吨。

组成页岩油的化合物主要有以下几类：烃类、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。

油页岩热解后得到的页岩油富含烷烃和芳烃，但烯烃含量较天然石油中的高很多，并含氮、硫、氧等非烃类有机化合物。

页岩油与天然石油不同之处就是页岩油中不饱和烃的含量极高；另一不同之处是页岩油中非烃化合物含量高。在天然石油中不含烯烃，含氮化合物含量也不高，含氧化合物则更少。

页岩油常温下为褐色膏状物，带有刺激性气味。页岩油中的轻馏分较少，汽油馏分一般仅为2.5%～2.7%；360℃以下馏分约占40%～50%；含蜡重油馏分约占25 %～30%；渣油约占20%～30%。页岩油中含有大量石蜡，凝固点较高，含沥青质较低，含氮量高，属于含氮较高石蜡基油。

世界各地所产的页岩油由于组成和性质不同，在密度、含蜡量、凝固点、沥青质、元素组成方面有很大差别，但各地页岩油的碳氢重量比均在7～8左右，是最接近天然石油，最适于代替天然石油的液体燃料组成。

与源储分离的常规石油和近源聚集的致密油不同，页岩油在聚集机理、储集空间、流体特征、分布特征等方面具有明显的特征，与页岩气有更多相似之处。

主要有以下六个特征，源储一体，滞留聚集；较高成熟度富有机质页岩，含油性较好；发育纳米级孔、裂缝系统，利于页岩油聚集；储层脆性指数较高，宜于压裂改造；地层压力高、油质轻，易于流动和开采；大面积连续分布，资源潜力大。

影响页岩油柴油颜色及安定性的主要因素是其中含有大量的不饱和烃及氮、硫、氧等杂原子化合物，要解决页岩油柴油质量合格问题，关键在于如何脱除页岩油中的氮、硫、氧等杂原子化合物。

天然石油的加工技术一般都适用于页岩油的加工。截止2011年，页岩油的加工方法主要分为加氢处理和非加氢处理二种。加氢处理页岩油可得到液体燃料，包括柴油、石脑油和汽油，生产的柴油稳定性好，产品收率高，没有“三废”排放，但一次性投资大，所需设备费用及操作费用也很高，适合于大型炼油厂；而非加氢处理过程设备投资小，工艺操作简单，费用较低，适合中小型炼油厂，非加氢处理一般包括酸碱精制、溶剂精制、吸附精制和加入稳定剂等。

页岩油中丰富的烷烃和烯烃可生产相关的高附加值化学品。C6～10馏分被利用来生产增塑剂；C10～13馏分中通过生物降解线形十二烷基苯所得的产品作为清洁剂原材料；C14～18馏分作为脂肪醇和烷基硫化盐产品的原材料；重质烷烃馏分通过裂化以生产各种低分子质量的烯烃，也可以获得沥青和碳纤维。

页岩油硫化物主要为硫化氢、硫醇类、噻吩类及硫茚等有机硫及二硫化物。硫的资源广而廉价，工业上、农业上、医药上、染织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）。

页岩油中的含氮化合物可分为3类：碱性的、弱碱性的和中性的。碱性含氮化合物主要是叔胺类的吡啶系、喹啉系和异喹啉系化合物，弱碱性含氮化合物主要属于吡啶系化合物，中性含氮化合物则主要是腈类R-CN。

而页岩油中存在的含氮化合物主要为吡啶系氮化物。吡啶碱是多用途的化工原料，它能溶解一般溶剂所难溶解的有机物，尤其是轻质吡啶，广泛用于制药工业。重质吡啶除了氧化制取菸碱酸外，又是有色金属矿的浮选剂，尤其对硫化物矿具有优良的富集性能。

吡啶碱及硫酸吡啶络合物对稀酸侵蚀钢铁有一定的抑制作用，可用做钢铁腐蚀抑制剂。

页岩油中的含氧化合物有：酸性含氧化合物和酚类，以及中性含氧化合物。而页岩油中含氧化合物的利用主要以酚类化合物为主。酚类化合物是塑料、染料、合成纤维、电气绝缘、防腐蚀和药品等的主要化学原料。其中重质酚类可以作为铜、铅、锌磁铁等矿物的浮选剂，也是制造木材粘合剂、农药杀虫剂等原料。