Oda sıcaklığında kolayca akmayan ham petrol, ağır ham petrol olarak adlandırılır. Bu, düşük yoğunluğundan dolayı aynı sıcaklıklarda serbestçe akan hafif ham petrolden farklıdır. Amerikan Petrol Enstitüsü'nün 20 derecenin altındaki bir ağırlığa sahip olan ham petrol, ağır ham petrol veya ekstra ağır ham petrol olarak sınıflandırılır. Dünya çapında toplam ağır ham petrol miktarının, geleneksel olarak kullanılan hafif ham petrolün iki katından fazla olduğu tahmin edilmektedir.
Ağır ham petrol birikintileri genellikle katran kumlarının ya da kum, kil, su ve aşırı yoğun petrol karışımı olan yağ kumlarının yakınında bulunur. Nadiren, katran kumlarında bulunan, yapışkan, yarı katı, katran benzeri petrol biçimi olan "bitüm" terimi, bu tür birikintilerde bulunan ekstra ağır ham yağ ile birlikte kullanılacaktır. Bazı jeologlar, bitümün yalnızca oda sıcaklığında hiç akmaması için çok yoğun olan ekstra ağır bir ham petrol şekli olduğunu iddia ediyorlar.
Ağır ham petrolün taşınması ve rafine edilmesi, daha geleneksel hafif ham petrolün taşınması ve rafine edilmesinden daha fazla çevresel risk oluşturur. Ağır yağ, diğer birçok safsızlıkla birlikte daha fazla karbon içerir, bu nedenle üretim ve kullanım sırasında Dünya'nın ozon tabakasını olumsuz yönde etkileyebilecek daha fazla karbondioksit salgılar. Ağır yağın üretim işlemi, hafif yağ üretiminin ürettiği karbon dioksit miktarının üç katı kadar üretebilir.
Ekonomik olarak, ağır ham petrol genellikle hafif ham petrolün altında fiyatlandırılır, çünkü çalışması daha zor ve daha pahalı olarak kabul edilir. Her ne kadar ağır yağ sık sık hafif yağdan daha sığ derinliklerde bulunabilse de - ekstraksiyon maliyetini önemli ölçüde azaltabilecek bir özellik - ağır ham petrol üretimi ek harcamalar sunar. Hafif ham petrolün taşınması ve çıkarılması için uygulanan geleneksel yöntemlerin çoğu, ağır ham petrolün yoğunluğuyla uğraşırken etkisiz kalmaktadır, bu da pahalı altyapı değişikliklerini gerektirmektedir.
Kolayca erişilebilir hafif ham petrol birikintileri azaldıkça, ağır yağ üretimi daha yaygın hale gelmiştir. 30'dan fazla ülkede bulunmasına rağmen, en büyük yataklar Venezüella'da Orinoco Nehri yakınında bulunabilir. Bu mevduatların 500 milyar varilden fazla petrol tuttuğu tahmin ediliyor ve bu da onları dünyadaki en büyük geri kazanılabilir petrol yatakları yapıyor.
