Der "Ölschiefer" ist eine tertiäre Ablagerung (Eozän, 56 - 33,9 Mio. Jahre) von organischem Faulschlamm am Grunde eines Sees. Die organischen Bestandteile stammen vor allem von Algen, die nach dem Absterben auf den Seegrund gesunken sind. Dort herrschten sauerstofffreie Verhältnisse, die Algen wurden nicht zersetzt und reicherten sich im Verlauf von Jahrmillionen zu einem „ölhaltigen“ Schwarztonstein an. Der Ölschiefer aus Messel ist fein geschichtet, was eine Einbettung und Erhaltung von verschiedenen Organismen ermöglichte.