Le proprietà fisiche del petrolio dipendono dalla sua composizione chimica. Ad esempio, il colore varia da incolore, giallo chiaro, marrone giallastro, marrone scuro, verde nero fino al nero. I pozzi petroliferi nella collina dei cetrioli, Sichuan e Dagang, nel nord della Cina, un tempo producevano olio incolore. La formazione di petrolio incolore può essere correlata all'adsorbimento di colloidi e asfalteni colorati da parte delle rocce durante la migrazione. Generalmente, la densità dell'olio chiaro è piccola e la densità dell'olio scuro è grande. L'olio a bassa densità e colore chiaro è spesso paraffina, con più contenuto di olio, e dopo la lavorazione si può ottenere più benzina e olio lubrificante; L'olio ad alta densità e colore scuro è ricco di asfaltene ad alto peso molecolare. I geologi chiamano l'olio che scorre al suolo"piantina olearia" e il gas naturale emergente dal terreno"gas seedling". La maggior parte delle piantine oleose diventa asfalto a causa della volatilizzazione dei componenti leggeri. Il primo metodo di esplorazione di petrolio e gas consiste nel trovare prima le piantine di petrolio e gas.
La viscosità è un'importante proprietà fisica del petrolio. La viscosità è la misura inversa delle prestazioni del flusso del fluido, espressa in viscosità dinamica assoluta, in pascal. La viscosità dell'olio è limitata dalla temperatura, dalla pressione e dalla composizione chimica dell'olio. Con l'aumento della temperatura, la viscosità dell'olio diminuisce. Pertanto, la viscosità dell'olio nel sottosuolo profondo è inferiore a quella al suolo ed è facile da scorrere. L'olio ad alta densità e di colore scuro ha un'elevata viscosità e l'olio chiaro ha una bassa viscosità. La viscosità influisce sulla portata del petrolio nel pozzo e nell'oleodotto, che è di grande importanza nella produzione di giacimenti petroliferi e nel trasporto del petrolio. La fluorescenza è il fenomeno della luminescenza dell'olio sotto irraggiamento ultravioletto. La fluorescenza dell'olio leggero è azzurra, l'olio con più gomma è verde e giallo e l'olio con più asfaltene è marrone. La composizione e il contenuto dell'olio possono essere determinati approssimativamente identificando campioni di roccia con analisi di fluorescenza.
