密度是指單位體積油品的質量，以kg/m³或g/cm³表示。由于體積隨溫度的變化而變化，所以密度不能脫離溫度而存在。密度包括標準密度、視密度和相對密度。我國規定20℃的密度為石油產品的標準密度，國外規定15℃的密度為石油產品的標準密度。我國標準密度是指在20℃和101.325kPa下，單位體積液體的質量，以kg/m³或g/cm³表示。視密度是指在某一溫度下密度計測定出來的密度。相對密度是指在當時當地環境溫度下的密度與規定20℃時標準密度之比。密度是反映燃料油品質的重要參數指標之一，測量燃料油的密度的意義有：1）計算油品的重量，密度是計算裝載量和進行貿易量交接換算的指標；2）判斷油品的質量，根據相對密度可初步確定油品的品種；3）影響燃料的質量熱值。由于密度大小與燃料油的化學成分和餾分組成有關，一般而言，密度過高的燃料油，其質量熱值相對較低。GB 17411-2015船用燃料油規定，船用餾分燃料油（DMA）15℃密度不大于890.0kg/m³或20℃密度不大于886.5kg/m³；船用殘渣燃料油（RMG）15℃密度不大于991.0kg/m³或20℃密度不大于987.6kg/m³。

燃料油密度檢測可依據GB/T1884（密度計法）進行測定，試驗原理為：使試樣處于規定溫度，將其倒入溫度大致相同的密度計量筒中，將合適的密度計放入已調好溫度的試樣中，讓它靜止。當溫度達到平衡后，讀取密度計刻度讀數和試樣溫度。用石油計量表把觀察到的密度計讀數換算成標準密度。如果需要，將密度計量筒及內裝的試樣一起放入恒溫浴中，以避免在測定期間溫度變動太大。