Nekonvencionalno olje je olje, pridobljeno na način, ki se razlikuje od običajne metode vrtanja. Obstaja veliko nekonvencionalnih olj, vključno z naftnim peskom in kamnino iz skrilavca, izraz pa se nanaša bolj na način pridobivanja nafte kot na samo olje. Glede na učinkovitost, izkoristek in vpliv na okolje nekonvencionalno olje ni tako dobro kot običajno olje. Običajno črpanje nafte pridobiva vse manj nafte, zato številna podjetja za vrtanje nafte iščejo alternativne načine pridobivanja nafte.
Kerogen je material, ki izvira iz rastlin ali živali in je bil bakterijsko spremenjen. Za razliko od tekočega nafte, ki je šel skozi ekstremno vročino, da je postal običajno olje, kerogen ni šel skozi ta proces. S postopkom segrevanja se kerogen pretvori v olju podobno snov, ki jo je mogoče uporabiti kot običajno nafto. Kamnina iz skrilavca, vrsta sedimentne kamnine, vsebuje velike količine kerogena in je ena od metod pridobivanja nekonvencionalne nafte, ki se običajno imenuje olje iz skrilavca.
Bitumen, ki ga zaradi svoje teksture pogosteje imenujemo oljni pesek, je zelo podoben olju ali katranu, vendar ni ne eno ne drugo. Je poltrden material, ki vsebuje razgrajeno olje in je sestavljen iz delcev peska in gline. Ta metoda daje malo nekonvencionalne nafte, saj je za en sod nafte potrebni 2 toni (1,814 kilogramov). Najpogostejši način pridobivanja bitumna je vbrizgavanje pare v oljni pesek, ki zmanjša viskoznost bitumna in olajša njegovo zbiranje.
Težko olje je nekonvencionalno olje, ki je podobno običajnemu olju, vendar je veliko težje. To je zato, ker so se lažji ogljikovodiki, ki jih najdemo v običajnem olju, razgradili, tako da ostane le težka snov. Za ekstrakcijo težkega olja se dodajo razredčila, da se zmanjša skupna viskoznost, tako da se težko olje črpa.
Termična depolimerizacija (TDP) je metoda, ki posnema naravo in uporablja različne surovine za nekonvencionalno olje. V enoto TDP se dodajo surovine, kot so naftni koks ali nahajališča odpadkov. Z uporabo ekstremne toplote in tlaka se surovina obdela, da nastane olje. Dobitek olja se razlikuje glede na surovino.
Medtem ko nekonvencionalno olje ponuja različne načine pridobivanja olja, ima nevarnost za okolje. Večina materialov, ki se uporabljajo pri nekonvencionalnem vrtanju in pridobivanju nafte, ima velike količine strupenih snovi, kot je žveplo. Območja, od koder prihajajo nekonvencionalna olja, so tudi na splošno bolj nevarna za delavce.