Ropa naftowa składa się głównie z cząsteczek węglowodorów, ale obecne są również zanieczyszczenia, takie jak siarka, azot, tlen, żelazo, arsen, wanad, miedź, nikiel, chlorek sodu, chlorek wapnia i chlorek magnezu. Cząsteczki węglowodorów obejmują proste łańcuchy, rozgałęzione łańcuchy i pierścienie.
Ropa naftowa musi zostać oczyszczona, aby usunąć zanieczyszczenia, dając paliwa bogate w energię, takie jak olej napędowy i benzynę, a także użyteczne substancje, takie jak parafina. Najmniejszym węglowodorem jest metan, który jest gazem. Łańcuchy z pięcioma lub więcej atomami węgla są cieczami w temperaturze pokojowej. Bardzo długie łańcuchy są ciałami stałymi. Główne klasy węglowodorów obejmują związki aromatyczne, parafiny, nafteny i alkeny.
