Många av de tusentals kolväteföreningar som finns har en invecklad struktur. Kolatomer kan nämligen binda sig vid varandra och på så sätt bilda långa kedjor. Om kolatomer binds ihop med mer än en bindning har man en omättad förening.
Beroende på strukturen av molekylerna kan praktiskt taget alla kolvätemolekyler i olja hänföras till huvudgrupperna alkaner (paraffiner, naftener), alkener (olefiner) eller aromater (arener).
I varje grupp ingår ett stort antal kolväten som är uppbyggda på olika sätt men har liknande egenskaper. Kolväten ur varje grupp är representerade i alla oljor. Beroende på fördelningen och mängderna talar man om paraffinolja, naftenolja och aromatrik olja.