1959年，大庆油田的发现使人们知道了中国也有世界级大油田，对“石油”这个名词也开始熟悉了，但大多数人没有看见过石油。石油是一种液态的可燃的矿产，是工业的“血液”，是“黑色的金子”。说它是“血液”是指工、农业的运行和发展，每时每刻都离不开石油。如化学工业以石油为原料，可生产出各种各样的化工产品；交通运输和机器工业，每时每刻都离不开汽油、柴油、航空煤油、润滑油等油品，这些油品是从哪里来的呢？答案是这些产品都是从石油中提炼出来的。
随着科学技术的进步，人类逐渐发现了石油的奥秘。石油主要由碳（C）和氢（H）两种元素组成，是赋存于地下岩石孔隙中的可燃矿产。按质量计算，碳元素占83％～87％，氢元素占12％～14％，这两种元素合起来，占石油总量的99％，在剩下的1％中，用发射光谱法和中子活化分析法还发现了57种元素，常见的有36种，主要是硫（S）、氮（N）、氧（O）、铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）、硅（Si）、铝（Al）、钒（V）、镍（Ni）、铜（Cu）、锑（Sb）、锰（Mn）、锶（Sr）、钡（Ba）、钴（Co）、锌（Zn）、钼（Mo）、锡（Sn）、钠（Na）、钾（K）、磷（P）、锂（Li）、氯（Cl）、铍（Be）、锗（Ge）、银（Ag）、砷（As）、金（Au）、钛（Ti）、铬（Cr）、镉（Cd）等。钒（V）和镍（Ni）是分布普遍并具有成因意义的两种微量元素，V、Ni含量及其比值是确定生油岩有机质和进行油源对比的重要依据。
烃是有机化合物，由碳和氢两种元素组成，占石油成分的97％～99％。石油中的烃主要有烷烃、环烷烃和芳香烃三类。石油中含有大小悬殊的烃分子，小的烃分子称甲烷（CH4），再大的有乙烷、丙烷……癸烷，还有十一烷、十二烷、十三烷等，由于烃分子大小不同，其沸点也不同，分子越小，沸点越低。分子小的（Cl—C4）是气体，中等的（C5—C16）是液体，分子大的（C16以上）是固体。
组成石油的化合物除了烃类以外还有非烃类，非烃类则以S、N、O化合物的形态存在于胶质和沥青质中。
石油是一种油脂状胶体，弄到哪儿都不容易洗掉，颜色以棕褐色、黑褐色、黑绿色多见，少数有淡黄色、白色。石油与水相比，绝大多数要比水轻，相对密度一般在0．75～1．0之间。
石油呈黏稠状，其黏度大的不容易流动，黏度小的跟水差不多。最稠的石油须加热才能在地面管线中流动。我国各地油田产出的石油相对密度不一样，大庆油田的原油相对密度为0．83～0．88；胜利油田的变化范围大，为0．87～0．99；中原油田以稀油为主，相对密度为0．82～0．88；克拉玛依油田原油相对密度为0．80～0．87。石油为什么粘手上水洗不掉呢？这是因为它不溶于水，如果用有机溶剂一洗就干净了。
石油的另一个特性是可凝固。大家知道水在0℃以下才会变成固体冰，而石油则不一样，有的在30℃也可凝固，而有的要在0℃以下（如－30℃）才凝固，这就使石油在有特殊应用价值。
通常石油具有荧光性，在紫外线照射下会发出荧光，利用这个特性地质人员可检查从井返出的岩屑是否含有石油。
早在宋代，著名学者沈括就试着用石油燃烧生成的煤烟制墨，“黑光如漆，松墨不及也”，这是对石油开发出来的产品的描述，其聪明智慧让人惊叹。传世之作《梦溪笔谈》中“此物后必大行于世”的论述，让沈括成了关于石油未来发展的预言家，也被后来蓬勃发展的石油工业所证实。