แม้ว่าจะมีค่ามาก แต่ปิโตรเลียมในสภาพธรรมชาติมีประโยชน์น้อยหลังจากน้ำมันดิบถูกสกัดออกมาจากพื้นดินแล้วโดยทั่วไปจะถูกส่งไปยังโรงกลั่นซึ่งจะถูกทำให้ร้อนและกลั่นเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้มากขึ้น ส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงประเภทต่าง ๆ ซึ่งมักใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อื่น ๆ
น้ำมันเบนซิน
จากข้อมูลของ Energy Information Administration พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือน้ำมันเบนซินซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในเช่นที่พบในรถยนต์
ดีเซล
น้ำมันดีเซลที่มีน้ำหนักน้อยกว่านั้นถูกนำไปใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในบางประเภทและเหนือกว่าน้ำมันเบนซินในการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงและความง่ายในการเผาไหม้รวมถึงการปล่อยไอเสียที่ถูกต้อง
ตัวทำละลาย
น้ำมันดิบสามารถนำไปกลั่นเป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมหลายชนิดเช่นเบนซีนโทลูอีนและไซลีนซึ่งใช้สำหรับทำความสะอาดชิ้นส่วนเครื่องจักร
ก๊าด
น้ำมันก๊าดมีประโยชน์หลายอย่างรวมถึงการให้ความร้อนแสงสว่างและแรงขับของไอพ่น แม้ว่าจะแตกต่างจากน้ำมันเจ็ทมาตรฐาน แต่ก็เหนือกว่าในหลาย ๆ ด้านรวมถึงจุดตรึงที่สูงกว่า นอกจากนี้ยังสามารถนำมาผสมกับน้ำมันดีเซลได้ง่าย
น้ำมันร้อน
น้ำมันทำความร้อนเป็นเชื้อเพลิงที่มีความหนืดต่ำซึ่งนิยมใช้ในหม้อไอน้ำและเตาเผา ตามที่สำนักงานข้อมูลสารสนเทศพลังงานประมาณหนึ่งในสี่ของน้ำมันดิบทั้งหมดถูกแปลงเป็นน้ำมันให้ความร้อน
แก๊สปิโตรเลียมเหลว
ก๊าซปิโตรเลียมเหลวหลายชนิดเช่นโพรเพนและบิวเทนมักใช้เป็นเชื้อเพลิงในเตากลางแจ้งและอุปกรณ์พกพาอื่น ๆ พวกเขายังสามารถใช้ในการผลิตปิโตรเคมีอื่น ๆ
เชื้อเพลิงที่เหลือ
เชื้อเพลิงที่หนักที่สุดบางส่วนซึ่งยังคงอยู่หลังจากเชื้อเพลิงอื่น ๆ ส่วนใหญ่ถูกกลั่นเป็นเชื้อเพลิงที่เหลือ เชื้อเพลิงที่มีความหนืดเหล่านี้ใช้ในการจ่ายกำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรกลหนักในเรือโรงไฟฟ้าและโรงงาน
โคก
โค้กเป็นที่อยู่ที่เหลือหลังจากเชื้อเพลิงปกติทั้งหมดถูกกลั่นจากน้ำมันดิบ มันสามารถใช้เป็นรูปแบบของถ่านอัดก้อนหรือในการผลิตขั้วไฟฟ้าและเซลล์แห้ง
ยางมะตอย
แอสฟัลท์เป็นผลพลอยได้จากน้ำมันดิบเป็นสารที่มีลักษณะคล้ายกากน้ำตาลสีดำที่ใช้เป็นหลักในการก่อสร้างถนนซึ่งทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะสำหรับอนุภาคแข็ง
น้ำมันหล่อลื่น
ยังเป็นที่รู้จักกันในนามน้ำมันแร่น้ำมันหล่อลื่นเป็นอนุพันธ์ความหนืดสูงของน้ำมันดิบที่ใช้ในการลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว น้ำมันหล่อลื่นที่ใช้ปิโตรเลียมมีหลายประเภทโดยแบ่งออกเป็นสามประเภทตามสารเคมีพื้นฐาน ได้แก่ พาราฟินแนฟฟีนิกและอะโรมาติก
