以灰绿、灰黄绿色、浅肉红色长石砂岩为主，夹深灰绿色页岩及煤线的陆相地层。中上部含石油，下部夹黑色油页岩。含植物等化石。产著名的铜川植物群Tongchuanophyllum-Danaeopsis magnifolia 和延长植物群Danaeopsis fecunda-Bernoullia zeilleri。与下伏二马营组呈整合接触，上与延安组、瓦窑堡组等均为整合接触。厚184-2060米。

延长组是鄂尔多斯盆地内中—晚三叠世形成的一套河—湖相岩石地层,是鄂尔多斯盆地内主要含油气地层之一。对延长组的研究已有近百年,但很多学者在科研和生产中的应用,仍存在意见分歧,有的称其为延长组,有的称其为延长群。延长群可划分为四个岩性组,分别为:瓦窑堡组、永坪组、胡家村组和铜川组,在此基础上可将延长群做二级和三级划分。

弗勒尔（Fuller，M.L.）、柯拉坡Clapp，F.G.，1926年命名；王竹泉、潘钟祥，1933年介绍。

1914～1915年,美国煤油技师F.G.Clapp M.L.Fuller(马栋臣和王国栋)将鄂尔多斯盆地内中―晚三叠世形成的一套河―湖相沉积物命名为陕西系延长带,并误认其为石炭纪的沉积物;1923年王竹泉在该区进行路线地质考察后,由植物化石证明F.G.ClappM.L.Fuller所称的石炭纪陕西系(延长带)的时代为下侏罗纪;1934年潘钟祥考察该区油母页岩地质时将其一年前所称永坪组含油层和延长组含油层归划为上三叠纪延长层;1933年王竹泉和潘钟祥在该区进行油田地质考察后首次命名了肤施组含油层、永坪组含油层、延长组含油层;1954年潘钟祥又将其原称的上三叠纪延长层界定为上三叠纪延长系延长层;1959年甘克文等将此套地层划归为上三叠纪延长统,并进一步地提出5个岩性段;1974年原地质矿产部第三石油普查大队将该套地层命名为延长组,并沿用了甘克文等提出的5个岩性段[7]。至此,延长组问世。

长1，0～240米 　暗色泥岩、泥质粉砂岩、粉细砂岩不等厚互层 ,夹碳质泥岩及煤线。长2， 120～150米　灰绿色、浅灰色细砂岩夹暗色泥岩。长3， 90～110米　浅灰、灰褐色细砂岩夹暗色泥岩。长4+5 ， 80～100米　浅灰色粉细砂岩与暗色泥岩互层。长6， 120～150米 　褐灰色块状细砂岩夹灰黑色泥岩 ,泥质粉砂岩、粉细砂岩互层夹薄层凝灰岩。长7 ， 80～100米　暗色泥岩、碳质泥岩、油页岩夹薄层粉细砂岩。长8， 70～85米　暗色泥岩、砂质泥岩夹灰色粉细砂岩。长9 ， 90～120米　暗色泥岩、页岩夹灰色粉细砂岩。长10 280～350米　灰色厚层块状中细砂岩、粗砂岩 ,麻斑结构。

鄂尔多斯盆地是我国典型的克拉通沉积盆地。在经历了早古生代浅海台地和晚古生代的近海湖盆发育之后 ,至中生代进入了内陆湖盆的形成发展阶段 ,尤其是晚三叠世延长期 ,是湖盆发展的全盛期 ,湖盆底形呈西陡东缓的箕状 ,在东北、西南两大物源控制下 ,形成了以东北河流三角洲、西南扇三角洲为代表的两大沉积体系 。整个延长期湖盆经历了发生－发展－消亡阶段。使延长组形成了一套完整的生、储、盖组合。即以底部泥岩及油页岩为主要生油层，以长8以上三角洲砂体为主要储集层，以浅湖和沼泽相泥岩为主要盖层。

陇东地区石油勘探始于上世纪70年代。在早期侏罗系勘探过程中，个别探井钻遇三叠系下部主力含油层系，揭示了该区延长组含油性，但限于当时的地质认识和工艺技术，未取得突破性进展。新世纪以来，长庆石油人进一步解放思想，大力开展盆地西南延长组沉积体系、成藏规律等系列研究，开创辫状河三角洲地质理论和浅水三角洲成藏理论。地质认识的突破和勘探技术的进步，使陇东地区石油勘探取得重大进展，相继发现西峰油田和镇北油田。2015年通过中国石油股份公司储量年审会评议审查,长庆油田在陇东老区形成环江、西峰、镇北...亿吨级环江整装大油田的发现,使陇东地区延长组整体勘探再获重大进展。

2014年1月10日召开的国家科学技术奖励大会上，陕西延长石油集团以企业为主体研发的具有自主知识产权“鄂尔多斯盆地中部延长组下组合找油突破的勘探理论与关键技术”荣获国家科技进步二等奖。