Основну частину нафти становлять вуглеводні, тобто сполуки вуглецю та водню, які поділяються на три класи: парафіни, нафтени та ароматичні вуглеводні. Крім цього в нафті є сірка і більш рідкісні домішки, у тому числі негорючі, що формують так звану зольну складову.

В склад нафти входить близько тисячі індивідуальних речовин, з яких більша частина – рідкі вуглеводні (більше 500 речовин, які зазвичай становлять 80—90 % маси нафти) та органічні сполуки, що включають інші елементи (4—5 %), в основному сірку (близько 250 речовин), азот (понад 30 речовин) і кисень (близько 85 %).

Таким чином, груповим хімічним складом нафти називають вміст у ній вуглеводнів певних хімічних груп, які характеризуються співвідношенням та структурою сполук атомів вуглецю та водню. Метанові вуглеводні (алкани) – насичені вуглеводні, у яких відсутні подвійні зв'язки.

Основними елементами складу нафти є вуглець (83,5-87%) та водень (11,5-14%). Крім того, в нафти присутні: сірка у кількості від 0,1 до 1-2 % (іноді її вміст може сягати 5-7 %, у багатьох нафтах сірки практично немає);