De voorloper van aardgas, het
kerogeen of aardwas, vormde zich op de zeebodem in tegenstelling tot steenkool en bruinkool, die in een moerassige omgeving werden gevormd.
Kerogeen is een vaste stof die geen neiging heeft om op te stijgen. Noodzakelijk was dat die zeebodem zeer zuurstofarm was, waardoor de bezinkende organismen niet volledig konden worden verteerd door aaseters of bacteriën. Zo vormde zich, ten gevolge van gedeeltelijke afbraak van de organische materie door anaerobe bacteriën, het kerogeen, dat te vinden is in de zogenaamde teerzanden. Als de kerogeen bevattende sedimenten later diep begraven werden onder andere sedimenten, kon het gebeuren dat de temperatuur opliep tot tegen de 100 graden Celsius. In dat geval werd het kerogeen omgezet in aardolie. Bij nog hogere temperaturen werd het omgezet in aardgas.
Aardolie en aardgas zijn veel lichter dan steen en water, dus de fossiele brandstof werd, als het bovenliggende gesteente poreus genoeg was, naar boven gedrukt. Vaak stuitte de aardolie of het aardgas dan uiteindelijk op een ondoordringbare laag en daar vormt zich dan een aardolie- of aardgasvoorkomen.
Aardgas wordt ook gewonnen uit ander organisch 'afval'. Zo zijn tijdens het Carboon veel planten en bomen in het moerasachtige landschap tot steenkool geworden, die tevens een bron van gas zijn. Dit is bijvoorbeeld in het Groningse Gas (bij Slochteren) het geval.