建造在稳定地下水位以下、石质较好的岩石洞库。利用地下水压力将原油或汽油封存于地下，通过布设在洞库上部、通向地面的操作隧道和竖井内的油管和水管，将油输入或输出库内。因周围岩层裂隙中的地下水压力大于洞内任何一处油的压力，故油库内部不必加衬砌，油被水密封在库内不会漏失。单个洞库的大小，一般为8万～10万立方米，大型的达20万立方米。水封油库不用油罐，既省大量钢材，又无钢板锈蚀问题，维修方便；库内温度较稳定，且处于密封状态，油的挥发损耗很少；不占用地面，安全隐蔽，抗震性能也较强，经济效果显著。