L’unité de base de tous les combustibles fossiles, dont le pétrole brut, est une molécule composée d’atomes d’hydrogène (H) et de carbone (C), que l’on appelle hydrocarbure.

Cependant, les hydrocarbures ne sont pas tous de forme, de taille ou de poids identiques: certains forment une chaîne courte comme le méthane (CH₄) dont est composé le gaz naturel, alors que d’autres forment un noyau comme le benzène (C₆H₆). L’essence que nous utilisons dans nos véhicules est en fait un ensemble d’hydrocarbures faisant partie d’une gamme de tailles précise (de C₄H₁₀ à C₁₃H₂₈, à peu près), qui sont plus petites que les hydrocarbures qui composent le carburant diesel (de C₁₄H₃₀ à C₁₇H₃₆, à peu près).

Les différences de taille, de forme et de poids des hydrocarbures signifient qu’ils n’ont pas les mêmes propriétés de réaction chimique et physique, comme la température d’ébullition. En général, plus l’hydrocarbure est de grande taille et lourd, plus il lui faudra de l'énergie pour le faire bouillir. En tenant compte de ces différences de température d’ébullition et de poids, les combustibles fossiles peuvent subir une première séparation dans une tour de distillation (texte anglais seulement).