从最严格的意义上讲，石油化工是指从石油和天然气中提取出来的，用于各种商业目的的大量化学药品中的任何一种（不同于燃料）。但是，该定义已扩大到包括脂族，芳族和环烷基有机化学品的整个范围，以及炭黑和诸如硫和氨的无机材料。在许多情况下，包括在石化产品中的特定化学品也可以从其他来源获得，例如煤，焦炭或植物产品。例如，诸如苯和萘的材料可以由石油或煤炭制成，而乙醇可以是石油化学或植物来源的。这使得很难将特定物质严格地分类为石化或非石化。
石油精炼：石油化工
根据定义，石化产品只是从石油原料中衍生而来的简单化学品。他们是，
。
石化产品包括塑料，肥皂和清洁剂，溶剂，药物，肥料，农药，炸药，合成纤维和橡胶，油漆，环氧树脂以及地板和绝缘材料。石化产品存在于各种产品中，例如阿司匹林，行李箱，轮船，汽车，飞机，聚酯服装以及唱片和磁带。
像原油和天然气一样，石化产品主要由碳和氢组成，被称为碳氢化合物。如果在分子中碳原子通过单键连接，则称分子是饱和的。如果它们通过一个或多个双键连接，则该分子被认为是不饱和的。优选不饱和化学品作为石油化工原料，因为它们具有更高的化学反应性并且可以更容易地转变为其他石油化工原料。
在生产其他化学品时用作原料的石油的各种成分被称为原料。石化原料可分为三类：烯烃，芳烃和第三类，包括合成气和无机物。分子形成直链且不饱和的烯烃包括乙烯，丙烯和丁二烯。乙烯是石油化学工业中使用量最大的烃类原料。例如，由乙烯制得的乙二醇用于聚酯纤维和树脂以及防冻剂中；乙醇，一种溶剂和化学试剂；聚乙烯，用于薄膜和塑料；苯乙烯，用于树脂，合成橡胶，塑料和聚酯中；二氯乙烷，用于氯乙烯，用于塑料和纤维。丙烯用于制造丙烯酸，摩擦酒精，环氧胶和地毯等产品。丁二烯用于制造合成橡胶，地毯纤维，纸张涂料和塑料管。
芳族化合物是形成环且不饱和的烃分子。主要的芳族原料是苯，甲苯，二甲苯和萘。苯用于制造苯乙烯，这是聚苯乙烯塑料的基本成分。它也用于制造油漆，环氧树脂，胶水和其他粘合剂。甲苯主要用于制造溶剂，汽油添加剂和炸药。二甲苯用于塑料和合成纤维的生产以及汽油的精炼。萘特别用于杀虫剂。
合成气用于制取氨和甲醇。氨主要用于形成硝酸铵（一种肥料）。产生的大部分甲醇用于制造甲醛。其余的用于制造聚酯纤维，塑料和硅橡胶。
1913年，由于热裂解工艺的发展，石化工业获得了主要动力，该工艺通过该工艺来提炼原油。该过程产生的气态副产物最初仅用作照明气体或燃料，但在1920年代和30年代被发现用作化学原料。1937年引入催化裂化并增加了天然气供应，使该行业得到了进一步发展。
