位於儲集層之上，能夠封隔儲集層，使其中的油氣免於逸散的封閉層。蓋層的好壞直接影響油氣在儲集層中的聚集和保存。常見的蓋層有泥巖、葉巖、蒸發巖（石膏、鹽巖）和緻密灰巖，其中以蒸發巖為最好。蓋層之所以能封蓋油層，是因為蓋層具有較高的排替壓力。排替壓力是指某一巖層中潤濕相流體（水）被非潤濕相流體（油）開始排替時所需的最低壓力。蓋層多被水潤濕，油氣要通過其運移，必須首先排替其中的水；如果驅使石油運移的動力未達到進入蓋層所需的排替壓力值，則石油就被封閉於蓋層之下，即所所謂的毛細管封閉。此外，在儲集層之上，某些地區存在有欠壓實泥巖。欠壓實泥巖，系指泥巖在壓實過程中，由於流體排出受阻或來不及排出，因而流體承受瞭部分上覆地區的有效壓應力，使巖層中的流體具有高於靜水壓力的異常壓力，巖石則承受較低的有效壓應力形成欠壓實。它可以形成壓力封閉使下伏儲集層中的油氣不能向上逸散。但無論是毛細管封閉還是壓力封閉，都很難阻擋天然氣的分子擴散。因此，天然氣藏的蓋層要求高，最好的是蒸發巖類。