يتم استخراج النفط الصخري عن طريق الانحلال الحراري أو الهدرجة أو الذوبان الحراري للصخر الزيتي. يتم تنفيذ الانحلال الحراري للصخور في معوجة، تقع إما فوق سطح الأرض أو داخل التكوين الصخري نفسه. اعتبارًا من عام 2008، تقوم معظم صناعات الصخر الزيتي بعملية استخراج النفط الصخري بعد تعدين الصخور وسحقها ونقلها إلى منشأة معوجة، على الرغم من أن العديد من التقنيات التجريبية تؤدي العملية في مكانها (في الموقع). تختلف درجة الحرارة التي يتحلل بها الكيروجين إلى هيدروكربونات قابلة للاستخدام مع النطاق الزمني للعملية؛ في عملية التحلل فوق الأرض يبدأ التحلل عند 300 °م (570 °ف) ، لكنها تتقدم بسرعة أكبر وبشكل كامل عند درجات حرارة أعلى. يحدث التحلل بسرعة أكبر عند درجة حرارة بين 480