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Le différentiel de pétrole lourd se réfère à la différence de poids ou de gravité du pétrole, et deuxièmement aux écarts de prix qui en résultent. Le différentiel du pétrole lourd affecte les producteurs de pétrole car il détermine le prix du marché qu'ils peuvent obtenir pour le pétrole qu'ils produisent. Il incite aussi logiquement les producteurs de pétrole à concentrer leurs efforts d'exploration et de forage dans les zones les plus susceptibles de contenir des hydrocarbures plus légers.

Le pétrole brut lourd, comparé au pétrole brut plus léger et moins dense, est plus visqueux. Il est plus difficile pour le pétrole de passer par les pipelines entre les puits de production pétrolière et les réservoirs de stockage ou les points d'expédition. Le pétrole brut lourd se différencie du pétrole brut léger par sa densité. L'American Petroleum Institute établit des normes de gravité et définit actuellement le pétrole lourd comme toute huile ayant une densité API inférieure à 20.

Le poids et la douceur, qui se réfèrent à la quantité de soufre présente dans le pétrole, sont deux principaux points de différenciation des prix du pétrole brut.

Le pétrole brut West Texas Intermediate (WTI) est une essence de pétrole brut préférée parce que c'est l'une des huiles les plus légères produites, nettement plus légère que le pétrole canadien, le pétrole brut de la mer du Nord ou le pétrole saoudien. C'est aussi l'un des pétroles bruts les plus doux, ce qui signifie qu'il est plus pur, contenant relativement moins de soufre. L'huile plus légère et plus sucrée est plus facilement transportée à travers les pipelines et est plus facilement raffinée en produits pétroliers.

Les différences de prix entre les huiles plus légères et plus lourdes sont significatives. Par exemple, en 2015, une hausse de 1 $ du baril de pétrole brut WTI par baril a entraîné une hausse de seulement 59 cents le baril pour le pétrole brut Brent.