Các nhà phân tích chỉ ra sự khác biệt giữa tài nguyên đá phiến dầu và trữ lượng đá phiến dầu. "Tài nguyên" có thể đề cập đến tất cả các mỏ đá phiến dầu trong khi đó "trữ lượng" có ý nghĩa hẹp hơn dùng để chỉ các mỏ đá phiến dầu mà với công nghệ hiện tại có thể khai thác có lãi. Khi công nghệ khai thác phát triển liên tục, các nhà quy hoạch chỉ có thể ước lượng hàm lượng kerogen có thể thu hồi được.[6][19] Mặc dù tài nguyên đá phiến dầu có mặt ở một số nước nhưng chỉ có 33 nước có thể khai thác mang lại giá trị kinh tế.[20][21]Các mỏ được thăm dò tốt, có khả năng xếp vào trữ lượng như các mỏ thuộc hệ tầng sông Green miền tây Hoa Kỳ, các mỏ có tuổi đệ Tam ở Queensland, Úc, các mỏ ở Thụy Điển và Estonia, mỏ El-Lajjun ở Jordan, và các mỏ ở Pháp, Đức, Brazil, Trung Quốc, nam Mông Cổ và Nga. Các mỏ này được đánh giá là có khả năng sản xuất ít nhất 40 lít dầu từ 1 tấn đá phiến dầu bằng thí nghiệm Fischer.[6][12]

Theo đánh giá năm 2005, tài nguyên đá phiến dầu trên toàn thế giới đạt khoảng 411 tỷ tấn - đủ để sản xuất 2,8 đến 3,3 ngàn tỷ thùng (520 km³) dầu.[2][3][4][5] Trữ lượng này hơn hẳn trữ lượng dầu truyền thống trên toàn thế giới, ước tính khoảng 1,317 ngàn tỷ thùng (209,4 km³) dầu theo số liệu ngày 1 tháng 1 năm 2007.[22] Các mỏ lớn nhất thế giới tập trung ở Hoa Kỳ trong hệ tầng sông Green, khoảng 70% các mỏ này nằm dưới đất được quản lý bởi chính phủ liên bang Hoa Kỳ.[23]Các mỏ ở Hoa Kỳ chiếm 62% các nguồn tài nguyên trên thế giới, nếu tính cả Hoa Kỳ, Nga và Brazil thì con số này đạt 86%.[20] Các con số này vẫn mang tính định hướng dựa trên những kết quả thăm dò và phân tích trữ lượng của những mỏ đã được khảo sát.[2][6] Giáo sư Alan R. Carroll Đại học Wisconsin-Madison cho rằng các mỏ đá phiến dầu nguồn gốc hồ thuộc Permi thượng miền tây bắc Trung Quốc, đã không được đề cập trong các đánh giá trữ lượng đá phiến dầu trên toàn cầu, có kích thước có thể so sánh được với hệ tầng sông Green.[24]