Petrol hidrokarbonları 4 ana grupta toplanır: Doymuşlar: pentan, hekzadekan, aktokosan, siklohekzan Aromatikler: naftelen, fenantren, benzen, piyren Asfaltenler: fenol, yağ asitleri, ketonlar, esterler ve popiyrinler Rezinler: piridinler, quinolinler, karbazoller, sulfoksit ve amidler
Bakterilerin, filamentli fungusların ve mayaların hidrokarbonları parçalayabildiği bilinmektedir.
Birçok hidrokarbon suda çözünmez, kimyasal olarak durağandır, fakat farklı enzimlerle yapısına oksijen katılır. Oksijenaz, hidrokarbonlara oksijen katılmasını sağlayan anahtar enzimdir. Dioksijenazlar ise hidrokarbona moleküler oksijenden, oksijenin her iki atomunun katılmasını katalizleyen enzimdir. Monooksijenazlar moleküler oksijenden yalnızca bir oksijen atomunu hidrokarbona katar, oksijenin diğer atomu suya indirgenir.
Dioksijenazlar aromatik hidrokarbonların katobolizmasında bir çok basamakta yer alırlar. Dioksijenazlar, aromatik hidrokarbonlarda halka hidroksilasyonunu yapan ilk adımda yer alırlar. Bu halka hidroksilasyonu yapan dioksijenazlar indirgenmiş kofaktörlere ihtiyaç duyarlar (NADH).
Petrol hidrokarbonları içinde mikrobiyel biyodegradasyon çalışmalarına en çok konu olanlar n-alkanlar, siklo alkanlar ve aromatiklerdir. Mikrobiyel degredasyona duyarlılıklarına göre bu hidrokarbonlar şu şekilde sıralanır: n-alkanlar > dallanmış-zincirli alkanlar > dallanmış alkanlar > düşük molekül ağırlıklı n-alkil aromatikler > monoaromatikler > siklik alkanlar > polinükleer aromatikler > asfaltenler.
Daha önce yapılan çalışmalara göre biyodegradasyon verimi : Toprak fungusları için % 6-82 Toprak bakterileri için % 0.13-50 Deniz bakterileri için ise % 0.003-100 oranında değişir. Birçok mikroorganizma organik bileşikleri metabolize etme kabiliyetine sahip olsa da karışık kültürler toprakta, suda ve denizel çevrelerdeki ham petrol gibi kompleks hidrokarbonları parçalamak için gerekli enzim kapasitesine daha fazla sahiptir. Hidrokarbonların biyodegradasyonu aerobik veya anaerobik koşullarda olabilir.