Liczba oktanowa to parametr charakteryzujący jakość oraz zdolność benzyny do wydajnego spalania się. Określa ona odporność stosowanego paliwa na niekontrolowany samozapłon w cylindrze, a w konsekwencji, jego odporność na spalanie stukowe.
Wartość liczby oktanowej jest równa procentom objętościowym zawartości izooktanu w takiej mieszaninie izooktanu i n-heptanu, która wywołuje identyczną liczbę stuków w silniku testowym jak analizowane paliwo. Izooktan to węglowodór nasycony o ośmiu atomach węgla w łańcuchu, który wykazuje się najlepszymi parametrami spalania spośród wszystkich węglowodorów wchodzących w skład benzyny, a n-heptan to węglowodór nasycony o siedmiu atomach węgla w łańcuchu, który wykazuje się najgorszymi parametrami spalania spośród wszystkich węglowodorów wchodzących w skład benzyny.
Co to oznacza w praktyce? Liczba oktanowa konkretnej benzyny określana jest w czasie badań polegających na porównaniu parametrów pracy silnika testowego zasilanego analizowanym paliwem z parametrami pracy tego samego silnika zasilanego paliwem uzyskanym ze zmieszania izooktanu i n-heptanu, wykorzystywanych jako wzorce. Jeśli badana benzyna działa tak jak czysty izooktan, wówczas przyjmuje się, iż posiada ona liczbę oktanową równą 100. Jeśli badana benzyna działa tak jak czysty n-heptan, wówczas przyjmuje się jej liczbę oktanową równą 0.
W zakresach pośrednich rozpatrywana benzyna dysponuje taką liczbę oktanową jak procentowa zawartość izooktanu w paliwie, składającym się tylko i wyłącznie z izooktanu i n-heptanu o identycznych parametrach.
Benzyna surowa uzyskiwana w procesie rafinacji i krakingu dysponuje zbyt niską liczbą oktanową (ok. 60), by móc ją stosować w obecnie produkowanych silnikach spalinowych. Dlatego też jej skład wzbogacany jest o dodatkowe substancje uszlachetniające, zwane środkami przeciwstukowymi (antydetonatory zapobiegające zjawisku spalania stukowego). Niegdyś jednym z najpopularniejszych środków przeciwstukowych był tetraetyloołów. Jednak proces jego spalania powodował emisję substancji silnie toksycznych dla organizmów żywych oraz środowiska i dlatego benzyny ołowiowe zostały zastąpione przez benzyny bezołowiowe.