原油的成分主要有：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（一种非碳氢化合物）。
原油的组成很复杂，主要含碳、氢两种元素，氧、硫、氮元素的含量不超过1％，这些元素主要以烷烃、环烷烃（如环戊烷、环己烷）、芳香烃（如苯、甲苯、二甲苯等）、含硫化合物（如硫醇、硫醚、噻吩等）、含氮化合物（如吡啶、吡咯等）含氧化合物（如苯酚、环烷酸等）除这些元素外，还有微量的金属元素（如钒镍铁铜钙镁钛钠钴锌等）和非金属元素（如氯硅磷砷等）。