变压器油有着非常复杂的化学组成，大概含有几千种化合物，碳、氢两元素占居主要成分，这些化合物归纳起来，一般来说划分为以下四类：烷烃CnH2n+2、环烷烃 CnH2n、芳香烃和不饱和烃。烷烃归属饱和烃，俗
油品中最有害组之一是分不饱和烃，其很容易氧化且不安定性，在炼制时候应尽可能去掉。变压器油中还容有非烃化合物，比如氮类、硫类、含氧化合物及胶质等等，极大的影响绝缘油品的性能，也应一并除掉。
变压器油的分子构成决定了其优异的理化性能。若想变压器油在设备中达到正常的功能，则必须力争变压器油在两方面达到一定的要求，一为保证油品的理化性质，二为使用性能，才能保证设备的稳定、正常运作，譬如，为了尽可能减低使用中变压器油的挥发，减低着火点，变压器油则必须具有比较高的闪点；要使变压器的寿命尽可能延长，减轻变压器油的氧化，变压器油的抗氧化性能则应比较好；若要使绝缘油拥有良好的绝缘性能，绝缘油电气性能则必须优良；适当黏度和粘温性的变压器油，则可使变压器油起到良好的绝缘、导热及润滑灭弧作用。