petroleum of Ruwe olie is een natuurlijk voorkomend ontvlambaar mengsel van koolwaterstoffen dat wordt aangetroffen in geologische formaties, zoals gesteentelagen. De meeste aardolie is een fossiele brandstof, gevormd door de inwerking van intense druk en hitte op begraven dood zoöplankton en algen. Technisch gezien verwijst de term aardolie alleen naar ruwe olie, maar soms wordt het gebruikt om vaste, vloeibare of gasvormige koolwaterstoffen te beschrijven.
Aardolie bestaat voornamelijk uit paraffines en naftenen, met een kleinere hoeveelheid aromaten en asfalt. Aan het oppervlak zijn lichtere koolwaterstoffen (methaan, ethaan, propaan, butaan) gassen. Zwaardere verbindingen zijn vloeistoffen of vaste stoffen. Trace metalen omvatten ijzer, koper, nikkel en vanadium. De chemische samenstelling van een monster is een soort vingerafdruk voor de bron van de aardolie.
De chemische samenstelling bepaalt ook de kleur van aardolie. Vaak is het zwart of bruin, maar het kan roodachtig, geel of groen zijn.