النظرية العضوية تفسر أصل النفط بأنه نتج من بقايا كائنات حية بحرية دقيقة (حيوانية ونباتية) ماتت وتحللت في قيعان البحار والمحيطات، واختلطت مع الرواسب الصخرية. تحت ضغط وحرارة عاليين على مدى ملايين السنين، تحولت هذه البقايا العضوية إلى مواد هيدروكربونية منها النفط والغاز الطبيعي. تعتبر هذه النظرية الأكثر قبولاً لأنها تفسر وجود النفط في الصخور الرسوبية وقربه من قيعان البحار، إضافة إلى احتواء النفط على عناصر (نيتروجين، فوسفور، كبريت) موجودة فقط في خلايا الكائنات الحية. كما أن النفط يملك خاصية النشاط الضوئي التي تدل على أصله العضوي. باختصار، أصل النفط وفق النظرية العضوية هو بقايا كائنات حية بحرية دقيقة تحللت وتحولت إلى مواد هيدروكربونية تحت ظروف جيولوجية على مدى فترات طويلة جداً.