Az oktánszám a benzin és más üzemanyagok szikragyújtású belső égésű motorokban a detonációval (a motor kopogásával) szembeni ellenállását méri. A nagyteljesítményű motorok jellemzően nagyobb sűrítési aránnyal rendelkeznek, ezért hajlamosabbak a detonációra, ezért magasabb oktánszámú üzemanyagot igényelnek. Egy kisebb teljesítményű motor általában nem fog jobban teljesíteni magas oktánszámú üzemanyaggal, mivel a sűrítési arányt a motor kialakítása rögzíti.
Az üzemanyag oktánszámát tesztmotorban mérik, és az izo-oktán és normál heptán olyan keverékével összehasonlítva határozzák meg, amely ugyanolyan kopogásgátló képességgel rendelkezik, mint a vizsgált üzemanyag: az izo-oktán térfogatszázalékos aránya ebben a keverékben az üzemanyag oktánszáma. Például a 90% izo-oktánból és 10% heptánból álló keverékkel azonos kopogásgátló tulajdonságokkal rendelkező benzin oktánszáma 90 lenne. Mivel egyes üzemanyagok kopogásállóbbak, mint az izo-oktán, a meghatározást kiterjesztették a 100-nál magasabb oktánszámok figyelembevételére.
A szikragyújtású motorok üzemanyagának oktánszáma az izo-oktán (2,2,4-trimetil-pentán, az oktán izomerje) és n-heptán keverékéhez viszonyított kopogásállóság (kopogásgátlás). Definíció szerint az izo-oktán oktánszáma 100, a heptán oktánszáma pedig nulla. A 87 oktánszámú benzin például ugyanolyan kopogásgátló minősítéssel rendelkezik, mint a 87 térfogatszázaléknyi izo-oktán és 13 térfogatszázaléknyi n-heptán keveréke. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a benzin valóban ilyen arányban tartalmazza ezeket a szénhidrogéneket. Ez egyszerűen azt jelenti, hogy ugyanolyan detonációs ellenállással rendelkezik, mint a leírt keverék.
Az oktánszám nem függ össze az üzemanyag energiatartalmával. Ez csupán az üzemanyagnak a robbanás helyett az égésre való hajlamát méri.
Mérési módszerek
Az oktánszám világszerte legelterjedtebb típusa a Research Octane Number. A RON-t úgy határozzák meg, hogy az üzemanyagot egy változó sűrítési aránnyal rendelkező tesztmotorban ellenőrzött körülmények között futtatják, és az eredményeket összehasonlítják az izo-oktán és n-heptán keverékek eredményeivel.
Létezik egy másik típusú oktánszám, az úgynevezett motoroktánszám vagy repülési sovány oktánszám, amely jobban méri, hogyan viselkedik az üzemanyag terhelés alatt. A MON-vizsgálat a RON-vizsgálathoz hasonló tesztmotort használ, de előmelegített üzemanyagkeverékkel, magasabb motorfordulatszámmal és változó gyújtásidőzítéssel, hogy még jobban megterhelje az üzemanyag kopogásállóságát. Az üzemanyag összetételétől függően a modern benzin MON értéke körülbelül 8-10 ponttal alacsonyabb, mint a RON értéke. Az üzemanyagokra vonatkozó előírások általában egy minimális RON és egy minimális MON értéket is előírnak.
A legtöbb országban (beleértve egész Európát és Ausztráliát) a szivattyún feltüntetett “fő” oktánszám a RON, de az Egyesült Államokban, Kanadában és néhány más országban a fő szám a RON és a MON átlaga, amelyet néha kopogásgátló indexnek (AKI), Road Octane Number (RdON), Pump Octane Number (PON) vagy (R+M)/2-nek neveznek. A fent említett 8-10 pontos különbség miatt az Egyesült Államokban feltüntetett oktánszám 4-5 ponttal alacsonyabb, mint ugyanez az üzemanyag máshol: A 87 oktánszámú üzemanyag, amely az USA-ban és Kanadában a “normál” benzin, Európában 91-92 oktánszámú. A legtöbb európai kút azonban 95-ös (RON) “normál” üzemanyagot ad, ami megfelel a 90-91-es amerikai (R+M)/2-nek, sőt egyesek 98-as (RON) vagy 100-as (RON) üzemanyagot is adnak.
Elképzelhető, hogy egy üzemanyag RON értéke 100-nál nagyobb, mivel az izo-oktán nem a legütésállóbb anyag. A versenyüzemanyagok, az AvGas, az LPG és az olyan alkoholos üzemanyagok, mint a metanol vagy az etanol, rendelkezhetnek 110 vagy ennél lényegesen magasabb oktánszámmal – az etanol RON-ja 129 (MON 102, AKI 116). A tipikus “oktánszámnövelő” benzinadalékok közé tartozik a tetraetil-ólom, az MTBE és a toluol. A tetraetil-ólom (az ólmozott benzinben használt adalékanyag) könnyen lebomlik alkotórészeinek gyökeire, amelyek reakcióba lépnek az üzemanyag és az oxigén gyökeivel, amelyek elindítják az égést, ezáltal késleltetve a gyújtást és növelve az oktánszámot. A tetraetil-ólom és melléktermékei azonban mérgezőek, és a tetraetil-ólom használata környezeti veszélyeket okoz. Az 1970-es évektől kezdve az Egyesült Államokban és az iparosodott világ nagy részén korlátozták a használatát. Használata jelenleg a repülőgépbenzin adalékanyagára korlátozódik.