在石油中由碳、氫兩種元素組成的化合物的成分很復(fù)雜。按其結(jié)構(gòu)可分為烷烴（包括直鏈和支鏈烷烴）、環(huán)烷烴（多數(shù)為烷基環(huán)戊烷和烷基環(huán)己烷）和芳香烴（多數(shù)是烷基苯）。在石油中一般不含烯烴。

在石油中含硫的化合物主要有硫醇（rsh）、硫醚（rsr）、二硫化物（rssr）和噻吩等。

在石油中含氧的化合物主要有環(huán)烷酸和酚（以苯酚為主），此外還含有少量的脂肪酸。環(huán)烷酸是指分子中含有一個(gè)或多個(gè)駢合脂環(huán)、碳原子數(shù)為11～30個(gè)的羧酸。羧基既可以在脂環(huán)上，也可以在側(cè)鏈上。在煉油生產(chǎn)中，常將環(huán)烷酸和酚統(tǒng)稱為石油酸。

在石油中含氮的化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺類等。因吡咯在空氣中容易被氧化，顏色逐漸變深，這與汽油久存后顏色變深有關(guān)。

石油的化學(xué)組成不是固定的，而是隨產(chǎn)地的不同而不同。根據(jù)石油中所含烴的成分的不同，一般將石油分為烷烴基石油、環(huán)烷基石油、混合基石油和芳烴基石油等幾大類。但各產(chǎn)油國常根據(jù)本國資源的情況有不同的分類。