油气藏形成一定时间后，在其上方的土壤中会存在明显的烃类异常。国内外大量实践表明，地球化学勘探可用于区域含油气性普查，寻找最有利构造带；也可用于油田滚动开发，为钻井部署提供参考。但地表烃类异常只是指示该地区地下存在油气，是否成藏，实际上地球化学方法不能完全肯定；其次，地面烃类异常与油气藏的平面位置常常不对应，特别是由于构造、断层等地质因素的影响使油气藏的化探异常变得更为复杂；再就是气候、地表、环境等对地球化学异常影响也很大。所以，利用烃类检测技术要十分注意应用条件。一般来说,浅层油气藏的化探效果较佳；国内西部地区应用效果优于东部地区。因此，应用地球化学勘探进行油气检测时，应与地震等地球物理勘探方法相结合，进行综合分析和合理解释，提高油气检测的准确性。
（1）微生物勘探技术
其原理与烃类检测油气的方法基本相同，是通过测定土壤中专门消耗烃类物质的烃氧化菌的浓度与活性特征来评价研究区的含油气性。因此，其样品采集方法与烃类检测技术基本相近，但室内分析测定方法完全不同。烃氧化菌的生存环境受气候、地貌、岩性影响较小，因此具有较好的适应性。但由于土样中烃氧化菌的数量有限，通常需要经过培养，然后才能确定烃氧化菌的浓度与活性，专业技术性强，生产效率较低，成本较高。
（2）放射性勘探技术
在生油盆地的沉积过程中，铀的富集条件与有机质相同，生油岩中的放射性物质伴随油气运聚成藏而富集，并随着油气微渗漏而迁移到近地表。通过检测多种放射性元素的赋存状况，根据放射性元素分布的异常特征推断油气藏分布范围的方法统称为放射性油气勘探技术。
放射性油气检测技术受地表环境和地下地质构造等多种因素的影响，如：在有放射性污染的地区，会严重影响放射性测量结果；在江、湖以及常年积水的沼泽、稻田、湿地等，由于水对放射性射线的屏蔽，会严重影响找油效果。另外，地质因素，如油气藏埋深、盖层岩性、断层等都会影响异常的强度或形态。因此放射性油气勘探技术的应用必须做好适用性评价工作。
