Наиболее распространенным из органических вяжущих материалов является нефтяной битум. До настоящего времени о химическом строении и структуре битумов и о методах определения их состава занимались известные ученые: И.М. Руденская, А.В. Руденский, Д.А. Розенталь и другие. Особенности свойств органических вяжущих оказывают существенное влияние на характеристики дорожных покрытий и оснований, их эксплуатационную надежность и сроки службы.
Основными характеристиками качества органических вяжущих являются: адгезионные свойства, определяющие сцепление вяжущих с минеральными материалами: реологические свойства, обусловливающие технологические и эксплуатационные параметры декоративности и прочности; физико-химические свойства, определяющие устойчивость к воздействию погодно-климатических и эксплуатационных факторов в течение срока службы (устойчивость к тепловому и радиационному старению, водостойкость).
Особенностью битума как материала является то, что он представляет собой коллоидную систему. Дисперсионной средой коллоидной системы служат масла и смолы, а дисперсная фаза представлена асфальтенами, что впервые было доказано Нелленштейном и впоследствии подтверждено многими исследователями. Битум как материал, представляющий собой коллоидную систему, характеризуется, с одной стороны, по свойствам текучести (реологическими показателями), с другой стороны, как товарный продукт рядом эмпирических характеристик. Основными из этих характеристик, вошедших в стандарты большинства стран, являются: глубина проникания стандартной иглы в слой битума (пенетрация), температура размягчения, растяжимость (дуктильность), температура хрупкости, вязкость, растворимость, характер сцепления с поверхностью минеральных материалов и др. Указанные показатели определяются в строго регламентированных условиях, поэтому весьма приблизительно могут прогнозировать свойства битумов при эксплуатации, так как условия, в которых используются битумы, многообразны и достаточно жестки, особенно для дорожных битумов.