O gás natural e o petróleo bruto diferem tanto em sua composição química quanto em seu estado natural. O petróleo tende a ser encontrado em sua fase líquida em reservatórios subterrâneos, enquanto o gás natural existe em sua fase gasosa, a menos que pode ser resfriado a -160 graus Celsius.
Tanto o gás natural quanto o petróleo são compostos principalmente de moléculas orgânicas complexas conhecidas como hidrocarbonetos. Os principais componentes do gás natural são o metano e qualquer combinação de etano, propano e butano. O óleo varia enormemente de acordo com sua fonte, mas é composto principalmente de naftenos, parafinas e hidrocarbonetos aromáticos. O volume restante de petróleo bruto é geralmente absorvido por uma classe de compostos conhecida como asfalto.
