Dầu mỏ là chất lỏng, sánh thường có màu nâu sẫm, không tan trong nước và nhẹ hơn nước.

Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm hàng trăm hydrocarbon khác nhau. Ngoài hydrocarbon trong dầu mỏ còn có một lượng nhỏ các hợp chất hữu cơ chứa O, N, S… dầu mỏ chứa ít lưu huỳnh có giá trị cao hơn dầu mỏ chứa nhiều lưu huỳnh.

Trong tự nhiên, dầu mỏ tập trung với khối lượng lớn tạo thành các mỏ dầu nằm dưới sâu trong đất liền hay ở dưới biển.