Bitumen, dichter, hochviskoser, erdölbasierter Kohlenwasserstoff, der in Lagerstätten wie Ölsanden und Pechseen vorkommt (Naturbitumen) oder als Rückstand bei der Destillation von Rohöl gewonnen wird (raffiniertes Bitumen). In einigen Gebieten, insbesondere in den USA, wird Bitumen oft als Asphalt bezeichnet, obwohl dieser Name fast durchgängig für das Straßenbaumaterial verwendet wird, das aus einer Mischung aus Kies, Sand und anderen Füllstoffen in einem bituminösen Bindemittel hergestellt wird. Bitumen wird auch häufig als Teer oder Pech bezeichnet – obwohl Teer genau genommen ein Nebenprodukt der Verkohlung von Kohle ist und Pech eigentlich aus der Destillation von Steinkohlenteer gewonnen wird.
Bitumen wird vom U.S. Geological Survey als ein besonders schweres Öl mit einem API-Gewicht von weniger als 10° und einer Viskosität von mehr als 10.000 Centipoise definiert. Bei den in natürlichen Lagerstätten üblichen Temperaturen ist Bitumen nicht fließfähig; um durch ein Rohr bewegt werden zu können, muss es erhitzt und in einigen Fällen mit einem leichteren Öl verdünnt werden. Seine Dichte und Viskosität verdankt es seiner chemischen Zusammensetzung – hauptsächlich große Kohlenwasserstoffmoleküle, die als Asphaltene und Harze bekannt sind, die in leichteren Ölen vorhanden sind, aber in Bitumen hoch konzentriert sind. Darüber hinaus hat Bitumen häufig einen hohen Gehalt an Metallen, wie Nickel und Vanadium, und nichtmetallischen anorganischen Elementen, wie Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Je nach Verwendungszweck des Bitumens können diese Elemente Verunreinigungen sein, die aus dem fertigen Produkt entfernt werden müssen. Der weitaus größte Teil des raffinierten Bitumens wird in Pflasterasphalt und Dachziegeln verwendet, ebenso wie eine große Menge an Naturbitumen. Der größte Teil des aus den kanadischen Ölsanden gewonnenen Bitumens wird jedoch zu synthetischem Rohöl aufbereitet und an Raffinerien zur Umwandlung in eine ganze Reihe von Erdölprodukten, einschließlich Benzin, weitergeleitet.