石油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质。严格地说，石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃，全都是煤气。

它由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主要是碳、氢，其余为硫、氮、氧及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。 一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去 。