O xisto betuminoso é uma rocha sedimentar de grão fino, rica em material orgânico, contendo querogênio (uma sólida mistura de compostos químicos orgânicos), a partir do qual podem ser produzidos hidrocarbonetos líquidos chamados de petróleo de xisto. O petróleo de xisto é um substituto para o petróleo convencional; contudo, a extração do petróleo de xisto do xisto betuminoso é mais cara e tem maiores impactos ambientais). Depósitos de xisto betuminoso são frequentes em todo o mundo. As estimativas de depósitos globais vão de 2,8 a 3,3 trilhões de barris de óleo recuperável.

Aquecendo-se o xisto betuminoso a uma temperatura suficientemente alta ocorre o processo químico da pirólise para se obter um vapor. Com o resfriamento do vapor, o petróleo de xisto—um petróleo não-convencional—é separado do gás de xisto (o termo gás de xisto pode se referir também ao gás que podem ocorrer naturalmente em folhelhos). O xisto betuminoso pode ser também queimado diretamente em fornalhas para se tornar um combustível de baixo poder de geração de energia, servindo também para a calefação urbana ou como matéria-prima na indústria química e na construção de materiais de processamento.

O xisto betuminoso ganha uma atenção especial como uma potencial fonte abundante de petróleo sempre que o preço do petróleo convencional sobe. Entretanto, a extração e o processamento do xisto betuminoso aumentam uma série de preocupações ambientais, tais como o uso da terra, o manejo do lixo, o uso da água, o tratamento da água, a emissão dos gases estufa e a poluição do ar. A Estônia e a China têm grandes indústrias no ramo, sendo que Brasil, Alemanha e Rússia também fazem uso do xisto betuminoso.