Petrolej neboli kerosin (zastarale kerosen) je bezbarvá hořlavá uhlovodíková kapalina podobná naftě. Používá se jako palivo, jeho výhřevnost je 43,1 MJ/kg. Původ z řeckého slova "petros" (kámen, skála), neboli skalní olej.
Petrolej je produkt získaný frakční destilací ropy, s teplotou varu 150 až 275 °C (uhlíkové řetězce od C12 do C15). Petrolej byl poprvé připraven roku 1846 Abrahamem Gesnerem.
V současnosti je nejvíce používán jako palivo v letadlech s tryskovým pohonem, nejčastěji v souladu se specifikací s označením JET A-1. Druh petroleje známý jako RP-1 spalovaný s kapalným kyslíkem se používá jako raketové palivo.
Je stále používán v petrolejových lampách. Dále je používán jako palivo do přenosných vařičů. Existují také přenosná kamínka na petrolej používaná při kempování nebo také jako nouzový zdroj tepla při výpadku napájení z elektrorozvodné sítě. Pevná kamna na petrolej jsou oblíbená hlavně v Japonsku, kde lze petrolej zakoupit u jakékoliv čerpací stanice pohonných hmot.[zdroj?] Použití nalézá také jako rozpouštědlo.
Byl také použit roku 1905 v New Orleans pro úpravu velkých ploch stojaté vody k prevenci rozmnožování komárů přenášejících žlutou zimnici.
Při artistické produkci („tancování s ohněm“) se používá také petrolej, avšak smí se používat jen venku, jelikož vznikají spaliny, které mohou být ve větší koncentraci nebezpečné. Může být použit také na odstranění vší z vlasů, to je ale bolestivé a nebezpečné. Také se v něm uchovávají látky s redukčními schopnostmi, například alkalické kovy.