Les pétroles utilisés en raffinage étant de plus en plus lourds et chargés en métaux et hétéroélements, il est d’une grande importance pour les activités de raffinage de connaître la spéciation de ces espèces au sein des produits pétroliers et leurs comportements durant les procédés de raffinage. Afin d’apporter des réponses à cette problématique des techniques de caractérisation élémentaire et moléculaire ont été utilisées notamment par ICP MS Haute Résolution et FT ICR MS respectivement. Ces techniques analytiques sont appliquées à différents échantillons pétroliers provenant parfois de procédés de raffinage et les informations obtenues au niveau élémentaire et moléculaire sont utilisées de manières complémentaires pour améliorer notre compréhension des mécanismes se produisant au sein de nos échantillons durant les activités de raffinage. / The crude oils available for the refining industry are heavier and heavier and more concentrated in metals and heteroelements. It is thus of great importance to study the speciation of these species within the petroleum products and their behavior during the refining processes. To answer that problematic, elemental and molecular characterization techniques have been used, mainly High Resolution ICP MS and FT ICR MS for the elemental and molecular characterization respectively. The analytical techniques quoted are used for the analysis of several petroleum products sometimes originating from refining processes and the information obtained at the elemental and molecular level are combined to improve our understanding of the mechanisms occurring within our samples during refining activities.