石油主要由碳（C）、氢（H）元素组成,碳占83～87％,氢占10～14％,二者的比值即碳氢比,一般在6.7.5之间；石油中还含有氧、氮和硫,但它们的含量一般都不超过1％,也有个别油田含硫量可达3～4％. 上述元素在原油中不是呈游离状态,而是以不同的化合物形式而存在的,多以烃类化合物为主,另外还有少量的含氧、硫、氮的非烃类化合物. 一般,原油中都含有硫、石蜡、胶质和沥青质. 原油中烷烃的碳原子个数为15～42左右时呈固态的碳氢化合物称为蜡.原油中含蜡的百分数称为含蜡量. 胶质是原油中分子量较大的烃类,它溶解性较差,只能溶解于石油醚、苯、氯仿、乙醚和四氯化碳等有机溶剂中,能被硅胶吸附.密度较小的石油一般含胶质4～5％,而较重的石油胶质含量可达20％或更高.原油中所含胶质的百分数称为胶质含量. 沥青质为暗褐色至黑色的脆性物质,是含有碳、氢、氧、氮、硫等多种元素的高分子多环有机化合物,其分子量比胶质大许多倍,不溶于石油醚或酒精,可溶于苯、三氯甲烷及二硫化碳,也可被硅胶吸附.原油中所含沥青质的百分数称为沥青质含量.
石油是一种从地下深处开采出来的棕色、褐色乃至黑色的可燃性黏稠液体，它们的密度一般比水小，其沸点范围很宽，从常温起一直到600℃以上。世界上各个油田所生产原油的性质虽然千差万别，但是很有意思的是它们都主要由碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成，而且碳和氢这两种元素合起来在原油里一般占到95%以上。所以说，石油的主要成分是分子大小不同、结构各异和数量众多的碳氢化合物，包括烷烃、环烷烃和芳香烃。假如单纯从元素的含量来看，硫、氮和氧三种元素合起来在原油中也只不过占百分之几，似乎并不很多;但是假如以含有硫、氮、氧的化合物的含量来考虑，那就相当可观了，有可能占到原油的百分之几十。尽管硫、氮含量比碳、氢含量低很多，但其对石油加工产品的性质有很大影响。因此，对于原油中的硫、氮含量引起炼油加工业主的高度关注；并据此，将原油分为低硫原油（硫含量小于0.5%）、含硫原油（硫含量为0.5%~2.0%）和高硫原油（硫含量大于2.0%）。与世界上大多数油田所产原油相比，中国主要油田所产原油的含硫量一般都不太高，大多不到1%（质量百分数计），但是氮的含量相对比较高。大家知道，中东地区是世界上生产原油最多的地方，我国每年从那里进口很多原油，这些原油的含硫量大多很高，有的竟然高达4%。
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。
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。
