Olej napędowy jest łatwopalną mieszaniną węglowodorów wytwarzaną metodą destylacji frakcjonowanej ropy naftowej, która występuje w temperaturze od 200 do 360 stopni Celsjusza, czyli od 392 do 680 stopni Celsjusza. Ta mieszanina składa się głównie z alkanów, cykloalkanów i węglowodorów aromatycznych posiadających od 12 do 20 atomów węgla.
Podobnie jak w przypadku większości mieszanek węglowodorowych, olej napędowy jest chemicznie obojętny. Jego właściwości chemiczne sprawiają, że jest on użyteczny jako paliwo lub w niektórych przypadkach jako rozpuszczalnik, czyniąc go podobnym do nafty. Olej napędowy bardzo powoli utlenia się przy ciągłej ekspozycji na powietrze. Olej napędowy można opisać za pomocą liczby cetanowej, która jest miarą jakości zapłonu odwrotnie proporcjonalną do liczby oktanowej benzyny. Większość silników wysokoprężnych pali spaliny o liczbie cetanowej 50 lub wyższej.
Fizycznie, olej napędowy pojawia się jako ciecz bezbarwna do jasnobrązowej o ciężarze właściwym od 0,81 do 0,96, co czyni ją mniej gęstą niż woda. Paliwo Diesel zamarza na minusie 8,1 stopni Celsjusza, co daje 17,5 Fahrenheita, co czyni go mniej odpowiednim do zastosowań w niskich temperaturach w porównaniu do benzyny. Paliwo Diesel ma wyższą gęstość właściwą, wyższą lepkość i mniejszą lotność niż konwencjonalna benzyna, ale olej napędowy zawiera więcej energii na galon niż benzyna ze względu na wyższą gęstość.
