Il petrolio greggio si presenta come un liquido oleoso, in parte viscoso, di colore variabile dal giallo al bruno con riflessi azzurro-verdastri, spesso d'odore sgradevole per la presenza di composti solforati, assai infiammabile. Di densità compresa tra 0.7 e 0.9, ha un potere calorico di circa 10.500 calorie per chilogrammo. All'analisi chimica il petrolio risulta costituito da una miscela di idrocarburi gassosi, liquidi e solidi (cioè composto essenzialmente di carbonio [87%] e idrogeno [13%]), accompagnati da quantità generalmente piccole e variabili di zolfo, azoto e ossigeno, sempre sotto forma di composti.

L'origine del petrolio. Secondo la teoria attualmente più accettata, il petrolio si sarebbe formato in ere geologiche più o meno lontane, in seguito a decomposizione di sostanze organiche animali e vegetali (plancton, animali marini, piante inferiori come alghe, diatomee, ecc.), a opera di batteri e di forti pressioni. La costante presenza di acqua salata associata al petrolio autorizza a credere che tali processi si siano compiuti in mare, specialmente nelle zone litorali.

Struttura dei giacimenti. Il petrolio si trova a profondità variabili nella crosta terrestre; si possono avere giacimenti in superficie, dai quali affiora spontaneamente, oppure giacimenti fino a 5.000-6.000 m di profondità.