نفتای سبک و سنگین و نفت‌ سفید (خوراک مایع)، گاز طبیعی و گازمایع (LPG)، NGL و به بیان بهتر متان، اتان، بوتان، پروپان، پنتان و همچنین نیتروژن از هوا (ازت)، گوگرد و خاک فسفات، از اصلی‌ترین خوراک‌ها برای مجتمع‌های پتروشیمی به شمار می‌روند. بیشتر محصولات پتروشیمی از هیدروکربن هایی مانند پروپان، اتان، بوتان یا سایر اجزای جدا شده از نفت خام و مایعات گاز طبیعی به دست می‌آیند.
مانند نفت خام و گاز طبیعی، محصولات پتروشیمی در درجه اول از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند و هیدروکربن نامیده می‌شوند. اگر در مولکول‌ محصولات، اتم‌های کربن توسط پیوندهای یگانه به هم متصل شوند، گفته می‌شود که این مولکول‌ها اشباع شده اند. حال اگر آن‌ها با یک یا چند پیوند دوگانه به هم متصل شوند، گفته می‌شود که این مولکول‌ها اشباع نشده‌اند. مواد شیمیایی غیراشباع به عنوان مواد خوراکی پتروشیمی ترجیح داده می‌شوند، زیرا از نظر شیمیایی واکنش پذیر هستند و به راحتی می‌توانند به سایر مواد پتروشیمی تبدیل شوند.
مواد خوراکی مورد استفاده در صنعت پتروشیمی را می‌توان به سه گروه کلی تقسیم کرد: الفین‌ها، مواد معطر و گروه سوم که شامل گاز سنتز و مواد معدنی است.