油砂，亦称“焦油砂”“重油砂”或“沥青砂”。油砂外观似黑色糖蜜，是地壳表层的碎屑物或岩石与其中所含的水和沥青形成的混合物。
油砂中抽提出的油膏状物质称为沥青，它的密度大于1．0克/厘米3，黏度一般大于10000毫帕·秒。油砂的特点明显有别于石油：（1）含有80％～90％的无机质（砂、矿物等）、3％～6％的水和6％～20％的沥青，油砂沥青包含烃类和非烃类有机物质，是黏稠的半固体。（2）油砂无法流动，一般不能以钻井开采原油的方法来获取。（3）油砂中的沥青大部分溶于有机溶剂，而有别于油页岩中有机质不能溶于有机溶剂。（4）油砂中的沥青多来自降解作用，正构石蜡烃几乎耗尽，因此饱和馏分中没有或几乎没有正构烷烃。这主要是由于生物降解、轻烃挥发、水洗、游离氧化等冷变质作用，造成油质中的正构烷烃降解和极性杂原子重组分富集的结果。油砂的开采是“挖掘”石油，而不是“抽取”石油。已露出或近地表的重质残余石油浸染的砂岩，是由沥青基原油在运移过程中失掉轻质组分后的产物。
世界上油砂矿主要采用露天开采的方式采出，工艺流程一般如下：在探明的油砂矿区剥离表层土或岩石层，将油砂采掘出来，粉碎后用高温碱水冲洗，再用过滤法分离油和砂，用离心机分离油和水，最后炼制成油品。
世界油砂资源主要沿环太平洋带和阿尔卑斯带展布，资源极为丰富。油砂资源丰富的国家有加拿大、俄罗斯、委内瑞拉、美国等。其中加拿大是油砂资源最为丰富的国家，约占全球总量的77％，主要集中在阿沙巴斯卡（Ashabasca）、冷湖（ColdLake）及和平河（PeaceRiver）三个油砂区，面积分别达430万公顷、72．9万公顷和97．6万公顷。
加拿大的油砂由石英砂、泥土、水、沥青和少量的矿物质混合组成，其中沥青含量占10％～12％。总含量达4000亿立方米，其中240亿立方米分布在表层（地下75米以浅）。
我国也是油砂资源较丰富的国家之一，居世界第五位，初步估算可采石油资源量100亿吨左右，主要分布在新疆、青海、西藏、四川、贵州，此外，广西、浙江、内蒙古也有分布。