Para retener el petróleo no es suficiente que haya una roca almacén apropiada, sino que es necesaria la existencia de un casquete de roca impermeable que detenga ulteriores desplazamientos de él. Las arcillas y los esquistos son los casquetes más corrientes, pero también actúan como tales el yeso y las calizas y dolomitas de elevada densidad.

Ahora bien, aun dándose todas las condiciones expuestas, los hidrocarburos tenderían a perderse; así, por ejemplo, si se considera una capa de roca almacén perfecta, con su correspondiente casquete, la emigración ascensional del petróleo tenderá a extravasarlo en superficie, a poca inclinación que presente dicha capa. No obstante, el hecho real es que el petróleo se encuentra retenido en numerosos puntos de la corteza terrestre, y ello gracias a las denominadas trampas, que pueden ser estructurales o estratigráficas.

Entre las estructurales cabe mencionar, en primer lugar, los anticlinales, que han sido fuente de la mayor parte del petróleo obtenido hasta el momento actual. Son particularmente propicios los anticlinales amplios, cuyos flancos presentan escaso buzamiento. Los hidrocarburos sufren una migración y se acumulan según el orden de sus densidades: en la parte superior encontramos los gaseosos —metano, propano, butano, etc.—; inmediatamente debajo, los líquidos, o sea el petróleo, y en la parte inferior, el agua que suele acompañarlos.

Cabe indicar que en los pozos profundos, por efecto de la presión reinante, el gas se halla contenido en el petróleo, y se libera en el momento de la perforación, gracias al descenso de presión que se produce. Como se comprende fácilmente, los sinclinales sólo podrán retener petróleo cuando los hidrocarburos no vayan acompañados de agua, pero aun en tal caso constituyen también una excelente trampa. Las fallas y los domos de sal lo son asimismo, en particular los últimos: se trata de masas salinas que, habiendo sido empujadas, han ascendido en forma de cúpula, doblando y cortando las capas sedimentarias superiores; gracias a ello, las rocas almacén quedan en contacto con la sal, que actúa a manera de dique de contención de los hidrocarburos.

Las trampas estratigráficas son producidas por variaciones en las condiciones de sedimentación, que dan lugar a cambios laterales en el espesor, textura y porosidad de las capas. Un caso muy característico son los lentejones de arenisca, denominados así por su forma tan peculiar, englobados en capas de pizarras: el petróleo queda encerrado, y no puede escapar de las masas areniscosas. A medida que van progresando los estudios petrolíferos, se concede cada vez mayor importancia a las trampas estratigráficas, y es posible que, en un futuro no muy lejano, produzcan más hidrocarburos que las estructurales.

Las principales zonas de producción actuales se hallan localizadas en los alrededores del Caribe (Venezuela, Colombia, México, Estados Unidos), Oriente Medio, Indias Orientales y Rusia Ofrece buenas perspectivas el Sahara argelino.

La prospección petrolífera moderna comprende tres fases En primer lugar, mediante estudios geológicos generales, se procede a determinar aquellas zonas en que pueden haberse dado condiciones favorables para la formación de hidrocarburos; seña ladas estas zonas, y utilizando la fotografía aérea, los métodos geológicos de campo clásicos y la prospección geofísica, se comprueba si existen trampas estructurales o estratigráficas; si las hay, se precisan sus características exactas y se pasa a la última fase: las perforaciones.

Hay que proceder, no obstante, con suma cautela antes de decidirse a emprenderlas, por cuanto los costos de  perforación son sumamente elevados, y muchos oscilan entre 2000 y 3000 m. de profundidad. Los campos de torres que jalonan los campos petrolíferos son muestra de la extraordinaria capacidad del hombre para dominar y explotar los recursos de la Naturaleza.