Aardolie of ruwe olie is een vloeistof bestaande uit ketens van koolwaterstoffen. Deze zijn ontstaan uit sedimenten rijk aan organisch materiaal die in het geologisch verleden zijn gevormd en daarna onder invloed van de afzetting van nieuwe sedimentpakketten op dit “brongesteente” zijn “gekookt”. Door de druk en warmte, die dieper in de aarde hoger zijn, ontstonden uit de organisch-rijke bronlagen belletjes olie. Deze olie was lichter dan grondwater en wilde daarom omhoog. Het zocht zo een weg naar een reservoirgesteente waar het zich ophoopte en aangeboord kan worden.
Aardolie vertegenwoordigt de zwaardere fractie organische producten van het proces dat vaak ook aardgas produceert. Waar aardolie wordt gevonden, bevindt zich vaak ook een aardgasbel. Deze is ontstaan doordat uit de organische sedimenten ook gas (methaan, stikstof) is vrijgekomen en doordat de olie gecompacteerd wordt in het reservoir en een verzadigingspunt bereikt waar het in gas overgaat.
Aardolie wordt vrijwel nooit in ruwe vorm gebruikt, maar verder verwerkt in de petrochemische industrie, die er met name brandstoffen en grondstoffen voor allerlei kunststoffen van maakt. Ook de fijnchemie gebruikt aardolie als grondstof, onder andere voor medicijnen. De stoffen die bestudeerd worden in de organische chemie zijn bijna alle gebaseerd op aardolie, voor zover ze geen directe biologische oorsprong hebben. Bijna elke organische stof die gebruikt wordt in het dagelijks leven wordt gewonnen of gesynthetiseerd vanuit een verbinding uit aardolie.