La benzina è un prodotto distillato dal petrolio greggio a una temperatura che si aggira fra i 60 e i 100ºC. Da un litro di petrolio, solo il 10% diventa benzina dopo la prima semplice distillazione. Utilizzando le frazioni più pesanti (gasolio pesante e residui di distillazione) si possono ottenere molecole più piccole adatte ad essere usate come benzina, grazie ad un trattamento detto cracking attraverso il quale gli idrocarburi di maggior peso molecolare vengono frammentati in presenza di un catalizzatore.

L´uso come carburante della benzina impone che essa abbia determinate caratteristiche:

• Adeguata volatilità (Sufficiente per un rapido avvio del motore)
• Buona capacità antidetonante (Capacità di non accendersi per la semplice pressione del pistone)

Quest´ultimo dato si misura con il famoso "numero di ottano"(NO). Questo è un indice di riferimento ad una scala, in cui l´isoottano puro è uguale a 100 (poco detonante) e il normal-eptano è uguale a 0 (molto detonante). Per migliorare le proprietà antidetonanti della benzina si è in passato fatto ricorso ad additivi costituiti da composti del piombo il cui impiego, per gli effetti inquinanti, ha portato alla nascita della così detta benzina verde, a basso tenore di piombo. In questa, l´agente detonante precedente (piombo tetraetile) è sostituito dal metil-terziar-butil-etere (MTBE).

La benzina è estremamente infiammabile e quindi pericolosa per la sua alta infiammabilità a causa di una semplice scintilla.
Da un punto di vista chimico, la benzina è di norma una miscela di idrocarburi paraffinici tra C6H14 (esano) e C8H18 (ottano) in proporzione variabile; vengono aggiunti additivi come appunto l´MTBE ed altri con funzione essenzialmente detergente.
Tra i possibili additivi della benzina, l´alcool etilico è quello più "eco-compatibile". Se anidro ha numero di ottano circa 110 e può essere aggiunto in qualsiasi proporzione alla benzina. L´alcool etilico al 95%, per via del 5% d'acqua che contiene, può essere invece addizionato alla benzina in ragione non superiore al 5%. L´alcool è un sostituto non tossico né cancerogeno di altri additivi presenti ora nelle benzine in funzione di antidetonante. Se di origine vegetale, il bilancio ambientale dell´anidride carbonica che rilascia in atmosfera è zero, in quanto uguale a quella assorbita durante la coltivazione della specie vegetale da cui è stato ottenuto.

In Italia è attualmente disponibile la benzina senza piombo a 95 ottani (detta anche "Eurosuper"), che tutti i paesi dell´Unione Europea hanno l´obbligo di adottare. Inoltre in quasi tutta l´Unione esiste la Superplus a 98 ottani, ideale per le automobili particolarmente vecchie; in Italia è adottata solo da alcune aziende (Agip, Ip, Ies, Omv) ed è resa meno inquinante grazie ad alcuni additivi.

Il gasolio è meno infiammabile della benzina, proprietà che lo rende un carburante "sicuro", per la forte capacità di detonazione nei motori Diesel; non è pericolosissimo come la benzina, anzi, per detonare deve raggiungere temperature alte (600-800 ºC) e non s´infiamma molto facilmente. Per ragioni di sicurezza e regolarità di combustione è importante che sia privo di frazioni leggere e anche di frazioni pesanti, responsabili della formazione di depositi carboniosi e di combustione incompleta.

La sua efficienza come carburante è espressa dal "numero di cetano" (simile al numero di ottano). Il peso specifico è 0,850 kg/dm³.
Il suo potere calorifico è attorno ai 40.9 MJ per litro (o 9.77 kcal per litro), circa il 15% maggiore di quello della benzina.