ABD Enerji Bilgi İdaresi (EIA); petrol ve petrol ürünlerini tanımlamaktadır. Ham petrol ve petrol ürünleri için fosil yakıtları terimlerini kullanılmasının nedeni; dinozorların var oluşundan milyonlarca yıl önce deniz ortamında yaşamış hayvan ve bitki (diatom) kalıntılarından oluşan hidrokarbon karışımları olmalarından dolayıdır. Milyonlarca yıl boyunca, bu hayvanların ve bitkilerin kalıntıları kum, silt ve kaya katmanlarıyla kaplandı. Bu katmanlardan gelen ısı ve basınç, kalıntıları şimdi ham petrol dediğimiz maddelere dönüştürdü. Petrol kelimesi, kaya yağı veya topraktan elde edilen yağ anlamına gelir.

Ham petrol ve diğer hidrokarbonlar, sıvı veya gaz halinde yeraltı deponi havuzlarında veya rezervuarlarında, tortul kayaçların içindeki küçük boşluklarda ve dünya yüzeyinin yakınında katran (veya petrol) kumlarında bulunmaktadır. Petrol ürünleri, ham petrolden ve doğal gazda bulunan hidrokarbonlardan yapılan yakıtlardır. Petrol ürünleri ayrıca kömür, doğal gaz ve biokütleden de yapılabilir.

Ham petrol zeminden çıkarıldıktan sonra, ham petrolün farklı kısımlarının kullanılabilir petrol ürünlerine ayrıldığı rafineriye gönderilir. Bu petrol ürünleri arasında benzin, dizel yakıt ve ısıtma yağı gibi distilatlar, jet yakıtı, petrokimyasal hammaddeler, mumlar, yağlama yağları ve asfalt bulunmaktadır.

42 galonluk bir ABD ham petrol varili, rafineri işleme kazancı nedeniyle ABD rafinerilerinde yaklaşık 45 galon petrol ürünü verir. Hacimdeki bu artış, patladığında patlamış mısırın durumuna benzemektedir. Bir mısır çekirdeği, patlamış bir çekirdekten daha küçük ve daha yoğundur. Rafineriler, üretimi pazar talebini karşılamak ve karlılığı en üst düzeye çıkarmak için düzenlendiğinden dolayı, üretilen bireysel ürünlerin miktarı aydan aya ve yıldan yıla değiştirilmektedir.

Petrol rafinerileri, ham petrolü birçok farklı petrol ürününe dönüştürür. Ham petrolün fiziksel özellikleri, rafinerilerin onu en yüksek değerli ürünlere nasıl dönüştürdüğünü belirler.

Her ham petrol aynı değildir. Ham petrolün fiziksel özellikleri, rafinerilerin onu nasıl işleyeceğini belirler. Basit bir ifadeyle, ham petrol yağları yoğunluk (API yerçekimi) ve kükürt içeriğine göre sınıflandırılır. Daha az yoğun (daha hafif) ham petroller (daha yüksek API yerçekimi ile) genellikle daha büyük bir hafif hidrokarbon payına sahiptir. Rafineriler, basit damıtma ile hafif ham petrolden benzin, dizel yakıt ve jet yakıtı gibi yüksek değerli ürünler üretebilir. Rafineriler, daha yoğun (daha ağır) ham petrollerde (daha düşük API ağırlığına sahip) basit damıtma kullandıklarında, düşük değerli ürünler üretirler. Ağır ham petroller, yüksek değerli ürünler üretmek için ek olarak daha pahalı işleme gerektirir. Bazı ham petrol yağları hem işleme süreci hem de ürün kalitesinde istenmeyen bir özellik olan yüksek kükürt içeriğine sahiptir.

Rafineriler ham petrolden fazlasını kullanır. Ham petrolün yanı sıra rafineriler ve harmanlama tesisleri, tüketicilere satılan nihai ürünleri üretmek için işleme sırasında başka yağlar ve sıvılar eklemektedir. Bu diğer yağlar ve sıvılar, doğal gaz kuyularında yoğunlaşan sıvıları; doğal gaz işlemeden elde edilen doğal gaz tesisi sıvıları; rafinerinin kendisinden sıvılaştırılmış gazlar, naftalar ve daha hafif yağlar, kerosen ve hafif gaz yağları, ağır gaz yağları ve tortu gibi ham petrolün kısmen rafine edilmesiyle üretilen bitmemiş yağlar olmaktadır. Kalıntı, en ağır bileşenler hariç tüm bileşenlerin damıtılmasından sonra kalan ham petrol kalıntısıdır.

Rafineriler ve harmanlama tesisleri, Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılmak üzere satılan motor benzinini üretmek için çeşitli benzin harmanlama bileşenlerini ve yakıt etanolünü birleştirmektedir. Biyokütle bazlı dizel, jet yakıtı ve ısıtma yağının karışımlarını yapmak için petrol yakıtlarına başka biyoyakıtlar da eklenmektedir.

Arıtma çıktısı girdiden daha büyük olmaktadır. Rafinerilerin ürettiği (çıktı) toplam ürün hacmi, rafinerilerin işlediği (girdi) ham petrol hacminden daha fazladır çünkü ürettikleri ürünlerin çoğu işledikleri ham petrolden daha düşük yoğunluğa sahiptir. Hacimdeki bu artışa işlem kazancı denmektedir. ABD rafinerilerinde ortalama işleme kazancı 2020'de yaklaşık %6.3 idi. 2020'de ABD rafinerileri, rafine ettikleri her 42 galon varil ham petrol için ortalama yaklaşık 45 galon rafine ürün üretti (www.eia.gov)