Hydrokarbonløsningsmidler er hovedsakelig sammensatt av hydrokarbonforbindelser - stoffer som utelukkende består av karbon (C) og hydrogen (H) elementer - typisk avledet fra separasjon, raffinering og prosessering av petroleumsfraksjoner. Basert på deres molekylære struktur og kjemiske egenskaper, er disse løsningsmidlene kategorisert i tre hovedgrupper: alifatiske hydrokarboner, alicykliske hydrokarboner og aromatiske hydrokarboner. Alifatiske hydrokarboner inkluderer forbindelser som n-heksan, n-heptan og forskjellige isoalkaner; alicykliske hydrokarboner inkluderer stoffer som cykloheksan og metylcykloheksan; mens aromatiske hydrokarboner omfatter forbindelser som toluen, xylen og etylbenzen. Den spesifikke sammensetningen av et gitt hydrokarbonløsningsmiddel kan variere avhengig av råvarekilden, produksjonsprosessen og produktspesifikasjonene.
Hydrokarbonløsningsmidler er generelt ikke enkle, rene forbindelser, men snarere blandinger av hydrokarboner med varierende karbonkjedelengder og strukturer. For eksempel består noen petroleumsbaserte løsningsmidler primært av lette hydrokarboner (C5–C7), mens mineraloljebaserte løsningsmidler eller visse løsemidler med høyt kokepunkt kan inneholde hydrokarbonkomponenter med ni eller flere karbonatomer (C9+). Denne sammensetningen påvirker direkte nøkkelegenskaper som kokeområde, fordampningshastighet, solvens, flammepunkt og kjemisk stabilitet. Følgelig bør valget av et hydrokarbonløsningsmiddel baseres på produktets tekniske spesifikasjoner, destillasjonsområde og spesifikke brukskrav.
Fordi sammensetningen av hydrokarbonløsningsmidler kan variere, kan man ikke bestemme den nøyaktige kjemiske sammensetningen utelukkende basert på et produkts navn. Noen produkter består hovedsakelig av alifatiske hydrokarboner eller isoalkaner, mens andre kan inneholde en viss andel aromatiske hydrokarboner. Videre kan noen hydrokarbonløsningsmidler inneholde spormengder av sulfider eller andre urenheter, hvis nivåer avhenger av råmaterialene som brukes og raffineringsprosessene som brukes. I applikasjoner hvor den nøyaktige kjemiske sammensetningen må være kjent, bør man referere til produktets tekniske datablad, Sikkerhetsdatablad (SDS), eller resultatene av gasskromatografisk analyse.