油页岩是一种高灰分（大于33%，煤的灰分小于33%）可以燃烧的有机岩石，由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。它的颜色有灰白、黄棕、褐、黑灰以及黑等多种，一般颜色愈浅含油率愈高。
像千层糕似的页岩，含天然石油35～15%，个别高达20%以上，所以长油页岩，又称油母页岩。一般有机质含量在5%以上才有工业价值。每公斤油页岩的发热量为1 000～4 000大卡，只及煤发热量的二分之一到五分之一。含油率和发热量是评价油页岩的工业用途的重要工艺指标。国际上把每吨含油率大于025桶（相当于含油率35%以上）的页岩称为油页岩。
油页岩可以直接燃烧，用于发电。油页岩经低温干馏，可获得汽油、柴油、煤油、润滑油、石蜡、沥青、氨水、硫化沥青等一系列化工原料。在没有找到大油田之前，我国四分之三的石油来自油页岩。
油页岸是由细粒矿物碎屑和低等动物及植物残体腐解的有机质同时沉积形成的。有机质是由藻类等低等生物遗体经凝胶化作用所形成。
油页岩的矿床类型，按形成油页岩的古地理环境分为近海型和内陆湖泊型两类。近海型油页岩往往与石灰岩等共生。矿床分布面积广，矿层层数多，每层厚度从十几厘米到一米多。有的含油率高达24%。中国广东省的茂名油页岩属近海型。
内陆湖泊型油页岩经常与煤共生，矿层较厚，但横向变化大，含油率较低。我国辽宁省号称“煤都”的抚顺，含煤地层最厚处达120米，上面覆盖着厚达110米的一层湖相褐色、深褐色致密薄层状油页岩，平均含油率大于53%。著名的美国科罗拉多绿河油页岩也属内陆湖泊型。该矿含有机质138%，矿物质862%。