La Cuenca Catatumbo se localiza en la parte noreste de Colombia. Está limitada por la Serranía del Perijá y el Macizo de Santander al oeste y los Andes de Mérida al sureste. La convergencia de estos dos elementos estructurales delimita su extensión hacia el sur.
La mayoría de los pozos perforados en el área han presentado shows de hidrocarburos. La cobertera sedimentaria y productiva de la Cuenca Catatumbo, que en algunos sitios sobrepasa los 15 000 pies de espesor, está compuesta por rocas que van desde el Cretácico Inferior hasta el reciente. El basamento cristalino consta de rocas ígneas y metamórficas.
La Cuenca Catatumbo ha sido interpretada como una cuenca de antepaís originada por la colisión de las placas Caribe y Suramérica durante el Mioceno superior-Plioceno, colisión que explicaría el levantamiento de las áreas montañosas limítrofes (Perijá-Santander y Andes de Mérida). La tectónica compresiva quedó reflejada por la presencia de fallas inversas en sus márgenes, las cuales involucran basamento y fallas de bajo ángulo (cabalgamientos), que despegan en determinados intervalos pelíticos del Cretácico superior (formaciones Mito-Juan y Colón). En la parte central de la cuenca se pueden observar estructuras en flor (Río Zulia) asociadas con fallas de desplazamiento lateral. La Cuenca del Catatumbo es la extensión suroccidental de la prolífica Cuenca de Maracaibo y se considera una cuenca moderadamente explorada.
