Соединения, образующие мазут, построены, как и нефть, из тех же пяти основных элементов: углерода, водорода, серы, кислорода и азота. Элементарный состав горючей массы зависит з основном от состава исходной нефти и глубины ее переработки. Элементарный состав малосернистого мазута практически не отличается от состава нефти, из которой он получен.

Для высокосернистого мазута характерным является пониженное по сравнению с нефтью содержание водорода и углерода и как следствие этого — пониженная теплота сгорания. Еще меньше водорода содержится в высоковязких крекинг-остатках. Содержание в мазуте азота несколько более высокое, чем в нефти (до 1 % в некоторых образцах). Отношение водорода к углероду (Н/С) в мазутах в отличие от нефтей не постоянно. С увеличением плотности мазута и крекинг-остатков отношение Н/С уменьшается, что приводит к снижению теплоты сгорания мазута.