Aardolie of ruwe olie is een complex mengsel van koolwaterstoffen en andere chemicaliën. De samenstelling varieert sterk, afhankelijk van waar en hoe de aardolie werd gevormd. In feite kan chemische analyse worden gebruikt om een vingerafdruk te maken van de aardoliebron. Ruwe petroleum of ruwe olie heeft echter karakteristieke eigenschappen en samenstelling.
Er zijn vier hoofdsoorten koolwaterstoffen in ruwe olie.
De koolwaterstoffen zijn voornamelijk alkanen, cycloalkanen en aromatische koolwaterstoffen.
Hoewel er een aanzienlijke variatie is tussen de verhoudingen van organische moleculen, is de elementaire samenstelling van aardolie goed gedefinieerd:
De meest voorkomende metalen zijn ijzer, nikkel, koper en vanadium.
De kleur en viscositeit van aardolie variëren aanzienlijk van plaats tot plaats. De meeste aardolie is donkerbruin of zwartachtig van kleur, maar het komt ook voor in groen, rood of geel.