因为沥青的化学组成复杂，对组成进行分析很困难，且其化学组成也不能反映出沥青性质的差异，所以一般不作沥青的化学分析。通常从使用角度出发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组，这些组就称为“组分”。石油沥青的组分及其主要物性如下：油分、胶质、沥青质。

石油沥青油分

油分为淡黄色至红褐色的油状液体，其分子量为100～500,密度为0.71～1.00g/cm³，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40%～60%。油分赋予沥青以流动性。

石油沥青胶质

胶质，半固体的黄褐色或红褐色的粘稠状物质，分子量600～1000，密度为1.0～1.1g/cm³。在一定条件下可以由低分子化合物转变为高分子化合物，以至成为沥青质和炭沥青。

石油沥青沥青质

沥青质为深褐色至黑色固态无定性的超细颗粒固体粉末，分子量为2000～6000,密度大于1.0g/cm³，不溶于汽油，但能溶于二硫化碳和四氯化碳中。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和黏性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10%～30%之间，其含量愈多，则软化点愈高，黏性越大，也愈硬脆。

石油沥青中还含2%～3%的沥青碳和似碳物（黑色固体粉末），是石油沥青中分子量最大的，它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性，其在沥青组分总含量越高沥青脆性越大。同时对温度特别敏感（即温度稳定性差）。

石油沥青是原油蒸馏后的残渣。根据提炼程度的不同，在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽，具有较高的感温性。

对石油沥青可以按以下体系加以分类：

按生产方法分为：直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥青、调合沥青、乳化沥青、改性沥青等；

按外观形态分为：液体沥青、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体等；

按用途分为：道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等。