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El petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos con pequeñas cantidades de compuestos de azufre, oxígeno, nitrógeno y ciertos metales como: vanadio, níquel, sodio y otros, considerados impurezas de petróleo, las cuales afectan su calidad. El color de petróleo crudo es variado: lechoso, marrón, amarillo, verde oscuro hasta negro. Su viscosidad y densidad varían dependiendo de su composición química y su olor depende del contenido de azufre.

El petróleo crudo, tal como se extrae del subsuelo, tiene poco uso, por lo que es necesario refinarlo. La refinación comprende una serie de procesos de separación, transformación y purificación, mediante los cuales el petróleo crudo es convertido en productos útiles con innumerables usos, que van desde la simple combustión en una lámpara hasta la fabricación de productos intermedios, que a su vez, son la materia prima para la obtención de otros productos industriales.

El petróleo crudo que fluye de un pozo es muy espeso. Antes de que pueda ser utilizado tiene que ser limpiado y descompuesto en las diferentes formas útiles del petróleo, en un proceso llamado refinación. Las diferentes formas son separadas en altas columnas llamadas columnas de fraccionamiento. Cada forma de petróleo, llamada fracción, es una mezcla de hidrocarburos (sustancias compuestas solamente por carbono e hidrógeno). Estas fracciones varían de «pesadas» (con grandes moléculas) a «livianas».

 Los procesos de refinación varían de acuerdo con la calidad del crudo. Por ejemplo, mientras más pesado es el crudo, mayor complejidad y costo tendrá su refinación. El tipo de crudos de baja gravedad y altos contenidos en compuestos de azufre y metálicos, requieren de más procesamiento en refinerías especialmente adaptadas, lo cual implica altas inversiones para poder obtener productos refinados de calidad internacional.