石油的市場價格變動受許多因素支配，某些因素在投機炒作下可能成為短期內影響油價波動的關鍵性因素。比如庫存減少、煉油廠事故、氣候變化、地緣政治等。從油價變動的態勢來看，可以分為短期波動和長期波動兩種。短期波動有突發性特點，價格在較短的時間內迅速跳升或降低。這種短期波動大多是由於政治事件或天氣情況的幹擾，比如1973年的中東戰爭、1978年底的伊朗革命、2003年伊拉克戰爭、2005年氣候異常等。由於突發性事件時間短，因此對油價的影響也比較短。另一種是長期波動形態的改變，如1973～1981年國際油價長期高位徘徊，1986～1998年國際油價長期低價位的波動，2001年到現在國際油價的持續上升。
一、基本因素
影響石油價格，特別是石油價格的長期變化的最基本的因素是供給和需求因素。總體上，與其他商品一樣，石油供過於求時，價格下降；供不應求時，價格上升。不過，一些學者認為，以供求變動規律來說明石油價格變動，並不完全有效，有時石油價格的變動並不完全與供求變化相一致，甚至出現違背供求規律的變化。
（一）供需關係
美國弗吉尼亞技術學院的傑奎斯·克萊默教授和弗吉尼亞州立大學的沙雷西-伊斯法哈裏教授根據世界石油出口國的行為，提出了雙均衡模型。該理論認為，石油出口國在油價高漲時，不願意擴大出口；而在油價下降時，出於增加收入的需要，反而願意擴大石油出口。
假設以縱軸表示價格，以橫軸表示石油出口量，顯示出自E均衡點被打破後出現的兩個市場均衡點：當國際市場油價高漲時，為了保持其高價，石油輸出國不願意增加產量、增加出口；但在油價下降時，由於沒有其他收入來源，石油輸出國願意擴大出口。
保羅·克魯格曼（Paul R。 Krugman）認為，歐佩克國家間在文化、政治上存在極大的脆弱性，而且並沒有真正規定產量限製，同時歐佩克的核心國家沙特阿拉伯的石油產量占全世界比重也很小，這些使得歐佩克不可能成為一個成功的卡特爾去影響和操縱世界油價；造成油價上漲的原因不是歐佩克這個卡特爾，而是由於石油市場的特性。他指出，石油存在三個特點：第一，可耗竭性；第二，生產受產油國政府控製；第三，石油收入是石油出口大國主要收入來源。上述這些特點影響著石油市場。結合雙均衡模型他提出，石油的可耗竭性使得產油國要進一步增產就必須增加投資，但是增加投資就會使石油供應增加進而降低收入，這使得產油國不願意進一步增加投資，並且由於政治原因使得諸如伊朗、伊拉克之類的國家不願意將其石油美元進行大規模對外投資，因此較高的油價能夠導致較低的產出。他還認為，由於石油需求缺乏彈性，使得石油市場出現兩個均衡點。因此不是歐佩克這個卡特爾認識到自己的力量，而是由於突發性事件推倒了市場，並且由於短期內石油生產國不願意增加投資，從而導致在長期內油價的高漲。
但是，2008年7月中旬前，石油需求在減少，供給在增加，而油價卻仍然瘋狂飆升，這一現象似乎難以用雙均衡模型去解釋。2007年底四大石油期貨玩家——高盛、花旗、摩根士丹利和摩根大通為了躲避美國政府對石油期貨交易的調查，拋出手中相當部分的石油期貨合同，但石油期貨價格並沒有出現他們想象中的快速下跌。為此，有學者認為，目前的國際油價已無法簡單地用供求關係、地緣政治和投機泡沫去衡量。在國際油價上漲的背後，存在一個更大的黑洞，它就是石油美元。該學者認為，油價波動是一種貨幣現象，作為石油交易結算貨幣，美元彙率走勢直接影響油價走勢。換言之，如果石油貨幣隻有唯一的供應方，那麼，人家完全可以通過發動一場“貨幣戰爭”從中漁利。
事實上，持續數年的價格波動形態的變化不可能是某一因素短期擾動的結果，而是在供求因素影響的基礎上，受到多種因素導致的結果。
值得注意的是，由於石油勘探開發成本高，投產周期長，造成石油的供給彈性較低，即石油的供給量在短期內不會隨著價格的升高而同等增長。而且，石油需求價格彈性也較低，提高石油價格不會使消費者的石油需求在短時間內顯著變少，生產商產品價格提高。因此，在石油供求彈性較小的狀況下，石油市場基本上是一個賣方市場。打破這種狀況的出路是開辟新能源或替代能源，調整能源結構，使其多樣化。
（二）國家與合作組織的控製
國家與合作組織對石油價格產生影響的主要渠道是石油的供給或需求。在1971年以前，石油市場是由石油公司主導的，油價總體比較平穩。1971年以後，隨著石油市場的主導權從石油公司轉移到主要產油國和消費國，油價開始劇烈變動。
由於石油是可耗竭性資源，其生產受到國家的控製，對於主要石油輸出國來說，石油是國民收入的支柱，也是維護國家權益的手段。1973年10月第四次中東戰爭爆發，由於美國和許多西方國家對以色列表示強烈支持，阿拉伯石油輸出國組織（OPEC）決定用石油減產和石油禁運作為武器，支持埃及和敘利亞對以色列的戰爭，宣布每月削減5% 的產油量，導致石油價格由1972年約3美元/桶上漲到1974年末超過10美元/桶。同樣，石油消費國為促進相互之間的合作，削弱歐佩克的談判能力，於1974年成立了國際能源機構（IEA）。1990年伊拉克入侵科威特，聯合國隨即宣布對伊拉克及科威特石油出口實行全麵禁運。國際市場的原油供給每天減少了470萬桶，占全球總需求的7% 左右，國際油價迅速上漲。在IEA的協調下穩定了市場心理，很快油價迅速回落到正常水平。這充分說明國家與合作組織的控製增加了石油價格的波動和風險。
（三）石油的投機交易
目前世界石油市場有兩個體係：現貨交易和期貨交易；三種需求交易方式：消費性需求、投機性需求、預防性需求。根據英國石油公司（BP）《世界能源統計》報告數據顯示，近年來石油現貨供求基本平衡，甚至個別時期還出現供大於求的情況，消費性需求及預防性需求不可能發生根本性變化，因而促使油價大幅上漲的重要原因之一就是投機性需求。
投機性需求主要受到交易者心理預期變化的影響，並集中表現為期貨交易市場上的投機套利行為。據統計，目前石油期貨市場真正的需求方隻占交易總量的30%，其餘均為套利者。投機機構將石油作為戰略性投資品種，利用其巨額資金在石油期貨市場上巨量投機，操縱石油價格。投資機構石油期貨持倉量與國際油價具有高度正相關性，每當投資機構淨多持倉量大幅增加，國際油價隨之飆升，而大幅減倉時，國際油價便會出現快速下挫。2007年初紐約商品交易所基金石油期貨持倉量一度大幅減少，出現淨空頭持倉，隨之國際油價出現了大幅跳水，西得克薩斯原油期貨價格由每桶65美元左右一度跌至50美元。2007年3月份以來，紐約市場投機基金石油期貨持倉量明顯回升，國際油價也出現明顯反彈。2007年7月末，基金石油淨多持倉量最高增至1.2%億桶以上，超過當時日原油消費總量近50%，國際油價再度刷新曆史最高紀錄。國際投機者不斷利用各種“題材”，通過炒作、哄抬油價，達到推動原油期貨價格不斷走高的目的，進而也影響到原油和石油產品的現貨價格。
國際基金的炒作造成油價溢價。國際上大量投機基金在原油期貨交易中，不斷做多做空，使得石油價格更加起伏不定。如2004年美元的貶值和短期利率的偏低，使得大量美元資本進入石油期貨市場進行保值和套利。2004年紐約期貨商品交易所原油期貨中，投機基金持有的合同持續14個月處於淨多頭位置，一直到12月中旬才轉入淨空頭。2004年5月14日，倫敦市場上布倫特原油期貨交易量一度達到3.75億桶，相當於全球日原油產量的5倍，分析顯示，投機基金的炒作在這一輪油價上漲中造成的溢價為8美元/桶。
此外，有關世界石油產能告急的報道更是對原油期貨市場上的投機炒作起到推波助瀾的作用。2007年據說全球每天剩餘的石油產能隻在100萬桶/天左右，僅占全球石油日產量的1%（而石油輸出國組織估計，剩餘產能達4%左右才能保持世界石油市場價格的穩定）。由此，對石油供不應求的擔心，導致油價不斷上升。
（四）石油儲量和可采量的不確定性
目前科學技術條件下人們對於石油資源的認識程度還比較有限，地球上石油儲量到底有多少仍然是未知數，每年都會有新發現的油田。根據BP《世界能源統計》報告數據顯示，1997年探明世界石油儲量為9102億桶，到2007年增加到12379億桶，2009年增加到13331億桶。中東、北美原來被認為是主要石油儲量地，1987年這兩地石油總儲量占到世界儲量的73.3%，但是隨著中南美洲、非洲以及歐洲及歐亞大陸新油田的發現，2009年這兩地的比重已經下降到62.1%，而後三地的石油儲量則從22.2% 增加到34.8%。
科學家們想了許多辦法對石油儲量進行預測，但結果仍然十分粗略。人們在預測油價時，石油儲量是重要的影響參數之一，如果利用高估的石油資源量數據，那麼未來油價預測結果就有可能低於實際油價水平；相反，如果利用低估的石油資源量數據，未來油價預測結果就有可能高於實際油價水平。
石油可采量是油價變動重要的影響變量之一，它同石油生產成本和油價有著直接的關係。未來石油可采量往往是在基於現實油價的基礎上確定的。如果油價發生了變化，石油可采量的計算就會發生變化，這將影響到人們對油價的預期。石油儲量和可采量的這種不確定性， 也是油價波動的原因之一。
（五）貨幣性因素
1974年美國與沙特簽訂協議以美元作為石油的計價貨幣，其後歐佩克其他成員國也接受了這一協議。美元與石油掛鉤成為一種標準，每個進行石油交易的國家都需將美元作為儲備，由此美元彙率變動的趨勢對石油價格有著相當程度的影響。
美元貶值造成高油價的假象。2000年以來美元持續貶值，成為了石油名義價格不斷走高的重要原因之一。事實上，按美元實際價格計算，2004年油價與2000年油價相比並沒有上升，甚至低於2000年的名義油價。