頁岩油中豐富的烷烴和烯烴可生產相關的高附加值化學品。C6～10餾分被利用來生產增塑劑;C10～13餾分中透過生物降解線形十二烷基苯所得的產品作為清潔劑原材料;C14～18餾分作為脂肪醇和烷基硫化鹽產品的原材料;重質烷烴餾分透過裂化以生產各種低分子質量的烯烴，也可以獲得瀝青和碳纖維。

頁岩油硫化物主要為硫化氫、硫醇類、噻吩類及硫茚等有機硫及二硫化物。硫的資源廣而廉價，工業上、農業上、醫藥上、染織上和合成材料上的硫和硫化物的用途是非常多的。硫的用途主要是制酸(主要是硫酸)。

頁岩油中存在含氮化合物中的吡啶系氮化物。吡啶鹼是多用途的化工原料，它能溶解一般溶劑所難溶解的有機物，尤其是輕質吡啶，廣泛用於製藥工業。

重質吡啶除了氧化製取菸鹼酸外，又是有色金屬礦的浮選劑，尤其對硫化物礦具有優良的富集效能。

吡啶鹼及硫酸吡啶絡合物對稀酸侵蝕鋼鐵有一定的抑制作用，可用做鋼鐵腐蝕抑制劑。

頁岩油中的含氧化合物有：酸性含氧化合物和酚類，以及中性含氧化合物。而頁岩油中含氧化合物的利用主要以酚類化合物為主。

酚類化合物是塑膠、染料、合成纖維、電氣絕緣、防腐蝕和藥品等的主要化學原料。其中重質酚類可以作為銅、鉛、鋅磁鐵等礦物的浮選劑，也是製造木材粘合劑、農藥殺蟲劑等原料。