鄂尔多斯盆地西北缘位于鄂尔多斯盆地西北部，西北缘奥陶系地史上受华北地台，贺兰海槽以及秦祁海槽的影响，经历了复杂的构造演化。研究区广泛沉积海相碳酸盐地层，烃源岩和储集层发育广泛。该区奥陶系已探井含气显示普遍，表明研究区是天然气成藏的有利区带。本文充分消化前人研究成果，综合利用野外露头、岩芯观察、测井解释、地化分析等资料，对油气成藏条件进行分析，包括对沉积相、烃源岩评价、储层展布、盖层、圈闭和成藏组合的研究。并利用成因法对该区油气资源进行评价。通过对研究区沉积相，地球化学特征的研究，指出西北缘烃源岩包括上古生界煤系地层以及下古生界奥陶系的平凉组和马家沟组，平凉组和马家沟组烃源岩有机质类型为Ⅰ～Ⅱ1型干酪根，生烃能力综合评价为中等，有机质演化为高成熟干气阶段。西北缘储集层主要为马家沟组开阔海台地相石灰岩，其次为平凉组台地边缘斜坡相白云岩储集体，储集层类型有白云岩型、洞穴型及礁滩型储集层。根据油气成藏各要素和时空匹配关系，结合对该区中央古隆起和后期构造作用的分析，得出西北缘存在三种成藏模式：1.自生自储成藏模式；2.混源（上生下储和自生自储）成藏组合模式；3.上生下储成藏组合模式。最后通过对油气资源量评价可以得出西北缘油气资源量比较丰富。