نفت خام عمدتا شامل هیدروژن و کربن است، ولی علاوه بر آن مقادیر کمی o,s,n و مقادیر بسیار کمتری فلزات غیر معمول مانند وانادیوم و نیکل می‌باشد. اگرچه ترکیب نفت خام نسبتا ساده است اما تعداد ترکیبات هیدروکربنی که در نفت ممکن است موجود باشد بسیار زیاد است. عموما چهار گروه ترکیبات عمده در نفت خام وجود دارند که شامل پارافین هعا، نفتن ها، آروماتیک ها و رزین ها و آسفالتین ها می‌باشند. رزین ها و آسفالتین ها هیدروکربن های خالص نیستند و دارای عناصر دیگیر علاوه بر h , c می‌باشند. پارافین ها، نفتن ها و آروماتیک ها هیدروکربن های واقعی هستند. در مجموع پارافین ها و نفتن ها هیدروکربن های اشباع شده هستند، به طوری که هیدروژن کافی برای اشباع کردن ظرفیت های الکترونی اتم های کربن دارند. هیدروکربن های آروماتیک از نظر هیدروژن غیر اشباع هستند.