汽油按加工方式可分为由原油直接蒸馏得到的直馏汽油和蒸馏后再加工或分馏得到的催化裂化汽油、催化重整汽油、烷基化汽油、异构化汽油和甲基叔丁基醚。21世纪初，醇类也被引入作为汽油调和组分。汽油中的烯烃主要来源于催化裂化汽油，芳烃主要来源于催化重整汽油，氧含量则由甲基叔丁基醚或者醇类提供。汽油添加剂包括：抗爆剂、抗氧化剂、金属钝化剂、抗静电剂和清净分散添加剂等。汽油按用途可分为车用汽油和航空汽油，不同规格的商品汽油，一般由上述汽油组分调和而成。    

汽油在各种使用条件下的抗爆震燃烧能力用辛烷值表示，分为研究法辛烷值（research octane number; RON）和马达法辛烷值（motor octane number; MON）。RON和MON的测试条件不同，但都是辛烷值越高抗爆性越好，RON和MON的平均值称作抗爆指数。有的国家选用RON作汽油标号，有的选用MON作汽油标号，美国和加拿大选用抗爆指数作汽油标号。中国的汽油标号有一个变化过程，1985年前，车用汽油采用MON为基准划分汽油标号，商品汽油曾有56号、66号、70号、80号。1986年后，改为用RON作为划分汽油牌号的基准，加铅汽油的牌号分为90号、93号和97号。1991年，中国颁布了第一个车用无铅汽油标准，包括90号、93号、95号3个牌号，该标准与普通汽油标准相比除了取缔铅以外，还将高标号汽油97号改为95号，即降了2个辛烷值单位。2000年国家颁布实施《车用无铅汽油》（GB 17930—1999），新标准提高了一些项目指标的限值，还增加了新的检测项目。2013年，随着国家标准委发布《车用汽油》（GB 17930—2013），汽油牌号修订为RON89号、92号、95号，该标准于2017年在全国实施。

汽油辛烷值与汽车发动机的压缩比相匹配，发动机的压缩比越高，汽油等量高辛烷值产生的功率越大。汽油的燃烧产物主要有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物和二氧化碳，缸内直喷类型汽油发动机还会产生颗粒物排放。此外，汽车排放产物中产生温室效应的气体有二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）等。研究表明，汽油中易产生有害汽车排放物质的组分有硫化物、苯、芳烃、烯烃和一些非常规组分如苯胺及添加剂中含铅、含锰化合物等，汽油的蒸气压、馏程、辛烷值和氧含量等指标也会影响排放物质的分布。

虽然汽油中的芳烃含量、烯烃含量、苯含量影响碳氢化合物排放，但对三元催化转化器没有大的损害，真正影响三元催化转化器转化效率的主要是会导致催化剂及闭环控制系统中的氧传感器“中毒”失效的金属。此外，汽油中的硫也是影响三元催化转化器寿命的重要因素。

汽油中的芳香烃类化合物是高辛烷值组分，对保持汽油抗爆性很重要。但芳烃燃烧后会排放挥发性有毒物质，尤其重芳烃组分（C₁₀及以上芳烃）会增加颗粒物排放，发动机燃烧室内的沉积物也会增加，所以在兼顾抗爆性的前提下应尽量降低汽油中重芳烃含量以及苯的含量。    

催化裂化汽油是汽油烯烃的主要来源，烯烃的辛烷值虽然也比较高，对抗爆性有利，但其热稳定性较差，容易在燃烧室中生成沉积物，堵塞发动机喷嘴和进气阀，造成发动机电喷系统故障，影响汽车正常运转，恶化尾气排放。另外，低沸点烯烃挥发到大气中会加速生成对流层臭氧，形成光化学烟雾。烯烃比芳烃更活泼，火焰传播速度快，更有利于燃烧。在汽油中加入有效的清净剂是抑制沉积物产生的有效方法。

蒸发性表征汽油在汽化器中蒸发的难易程度，它对发动机的启动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响。汽油的蒸气压与挥发性有机物排放量密切相关，控制挥发性不仅应关注汽油的初馏点，也要重视中馏点（T50）等反映汽油组分沸点分布的指标。蒸发性可以用馏程、雷德蒸气压（38℃下的蒸气压）以及在某规定温度和压力下的蒸气体积与液体体积之比（气液比）表示。