Le gaz naturel et le pétrole brut diffèrent à la fois par leur composition chimique et par leur état naturel. Le pétrole a tendance à se trouver dans sa phase liquide dans les réservoirs souterrains, tandis que le gaz naturel existe dans sa phase gazeuse à moins qu'il peut être refroidi à -160 degrés Celsius.
Le gaz naturel et le pétrole sont composés principalement de molécules organiques complexes appelées hydrocarbures. Les principaux composants du gaz naturel sont le méthane et toute combinaison d'éthane, de propane et de butane. Le pétrole varie énormément selon sa source, mais il est principalement composé de naphtènes, de paraffines et d'hydrocarbures aromatiques. Le volume restant de pétrole brut est généralement absorbé par une classe de composés appelés asphaltiques.
