石油的元素组成是：碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、碘、钠、钾、钙、铁、镍等元素。石油的性质因产地而异，密度为0.8 -1.0g/cm3，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60摄氏度），沸点范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油在2012年组成世界上最重要的二次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。2012年开采的石油88%被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。实际上，石油是一种不可再生原料。
世界海洋面积3.6亿平方 千米，约为陆地的2.4倍。大陆架和大陆坡约5500万平方千米，相当于陆上沉积盆地面积的总和。地球上已探明石油资源的1/4和最终可采储量的45%， 埋藏在海底。世界石油探明储量的蕴藏重心，将逐步由陆地转向海洋。
石油由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。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。研究表明，石油的生成至少需要200万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。原油的颜色非常丰富，有甚红、金黄、墨绿、黑、褐红、至透明；原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量决定的，含的越高颜色越深。我国重庆黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油，克拉玛依石油呈褐至黑色，大庆、胜利、玉门石油均为黑色。无色石油在美国加利福尼亚、原苏联巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无色石油的形成，可能同运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色石油占绝对多数，几乎遍布于世界各大含油气盆地。
石油，地质勘探的主要对象之一，是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说，前者较广为接受，认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于生物沉积变油，不可再生；后者认为石油是由地壳内本身的碳生成，与生物无关，可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品，如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。古埃及、古巴比伦人在很早以前已开采利用石油。“石油”这个中文名称是由北宋大科学家沈括第一次命名的。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，石油炼制（职业暴露）在2A类致癌物清单中。
物质成份，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。石油是由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。构成石油的化学物质用蒸馏能分解。原油作为加工的产品，有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。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[6] 。
元素组成，石油主要是碳氢化合物。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（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种烃类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。 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。
