Složen kemijski sastav i fizikalna svojstva nafte i naftnih goriva čine njihovu karakterizaciju vrlo zahtjevnom. Pojedinačni spojevi, sastojci nafte i proizvoda razlikuju se po molekulskoj strukturi, veličini, polarnosti i funkcionalnosti. Sastav i prisutnost određenih specifičnih ugljikovodičnih skupina u određenom proizvodu ovisi o vrsti goriva i postupku procesa obrade. Kako bi se predvidjeli potencijali goriva ili odredili zahtjevi za poboljšanjem, potrebno je dobro poznavanje sastava goriva. U tu svrhu stalno se razvijaju nove i sve sofisticiranije analitičke tehnike i metode. Spektroskopija NMR ima široku primjenu u istraživanju sastava složenih ugljikovodičnih smjesa nafte i naftnih proizvoda. Pregledom je obuhvaćena njezina primjena u analizi benzinskih i dizelskih goriva. Opisana je važnost razvoja tehnika CP/MAS NMR za snimanje čvrstih uzoraka u analizi naftno-geokemijskih supstrata. Prikazane su mogućnosti spektroskopije NMR u karakterizaciji polimernih aditiva koji se upotrebljavaju u naftnoj industriji.