本论文应用层序地层学理论和沉积体系分析理论，综合利用地震、钻/测井及岩心等多种地质资料，对霸县凹陷古近系沙河街组三段进行了层序和沉积体系研究。对研究区古近系沙河街组三段地层进行系统的层序研究，将其整体划分为1个二级层序，在其内部识别出3个三级层序。应用沉积学理论，识别出湖泊体系、三角洲体系、扇三角洲体系这3种沉积体系；编制了各层序沉积体系与沉积相图，查明霸县凹陷沙三段的沉积体系演化格局。沉积相的类型、发育位置、规模主要受物源、古地貌、湖平面升降的控制。沙三段沉积时期，存在三大物源区，来自南西西方向的物源体系以辫状三角洲体系和湖底扇体系为主；来自北西西牛驼镇凸起方向的物源体系以扇三角洲为主；来自文安斜坡方向的物源体系以辫状河三角洲和河流三角洲体系为主。指出沙三上段发育滨浅湖滩坝沉积体系与辫状三角洲体系；沙三中段以扇三角洲、三角洲和滨浅湖以及湖底扇沉积为主；沙三下段主要发育扇三角洲、湖底扇和滨浅湖沉积体系。