Dal petrolio si possono ottenere molti prodotti, da alcuni dei più diffusi combustibili (la benzina, il gasolio e altre sostanze dette derivati del petrolio) a molte delle materie plastiche utilizzate dall'uomo.
Gli idrocarburi semplici di cui è composto il petrolio sono, infatti, la materia prima essenziale per produrre materie plastiche che danno una risposta alle molteplici esigenze di materiali plastici con caratteristiche specifiche: resistenza, plasticità, durezza, elasticità, biodegradabilità, indeformabilità, aderenza, impermeabilità, malleabilità, ecc.
I quattro idrocarburi più usati sono l'etilene, il propilene, il butadiene e il benzene. La loro molecola li rende particolarmente adatti a ricomporsi in lunghe catene organizzate. La complessità delle sostanze petrolchimiche viene ricostruita con numerosi passaggi e diversi percorsi produttivi attraverso i quali si giunge a un'infinita varietà di prodotti.
L'etilene è la sostanza di partenza più utilizzata al mondo (5 milioni di tonnellate all’anno). Da solo viene usato per far maturare la frutta più rapidamente e per produrre detergenti con poca schiuma.
Mediante polimerizzazione si ottiene il polietilene (PE), presente in numerosi imballaggi, oggetti stampati e rivestimenti. Combinando l'etilene con acqua, si ottiene l'alcol etilico, un solvente per profumi, cosmetici, pitture, saponi, coloranti, fibre tessili e materie plastiche.
Combinandolo con il benzene, si ottiene il polistirolo (PS), usato come isolante in edilizia, nonché materia prima per imballaggi delicati e giocattoli.
Combinandolo con il cloro si ottiene il polivinilcloruro (PVC), anch'esso molto utilizzato nel settore edile e per realizzare tessuti impermeabili.
Il propilene è il punto di partenza per numerose sostanze chimiche, tra cui l'isoprene, la glicerina e l'acetone. Combinando tra loro migliaia di molecole di propilene si ottiene il polipropilene (PP), ideale per imballaggi e altri manufatti resistenti. Il butadiene viene usato soprattutto nella preparazione di gomme sintetiche, succedanei del cuoio e come solvente.
Infine, è da citare il benzene, dal quale si ricavano importanti prodotti intermedi come il fenolo, l'anilina, lo stirene e il clorobenzene, utilizzati per coloranti, fibre, resine, materie plastiche, gomme sintetiche, prodotti farmaceutici, insetticidi, detersivi, fibre tessili.
I derivati del petrolio sono poi utilizzati come combustibili nelle centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica, nonché in impianti di riscaldamento domestico e di produzione di acqua calda.
Il gas metano prodotto può essere utilizzato per la combustione in caldaie da riscaldamento o nei motori a scoppio