Liczba oktanowa to oznaczenie, które odnosi się do odporności na detonację określonej mieszanki paliwowej. Istnieją dwa główne systemy oceny liczby oktanowej, a trzeci jest średnią z dwóch pierwszych. Oceny są określane w silnikach testowych, najpierw sprawdzając właściwości detonacyjne mieszanki paliwowej, a następnie porównując je z różnymi stosunkami izooktanu i heptanu. Mieszanka paliwowa o liczbie oktanowej 80 miałaby podobną charakterystykę detonacji do mieszanki 80% izooktanu i 20% heptanu. W pewnych okolicznościach paliwo może mieć ocenę wyższą niż 100, ponieważ niektóre substancje mają lepszą odporność na detonację niż czysty izooktan.
W typowym silniku spalinowym mieszanka paliwowo-powietrzna ma zapalić się i spalić w kontrolowanym procesie zwanym deflagracją. Detonacja następuje, gdy mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się w niekontrolowany sposób poza frontem płomienia, który zaczyna się na świecy zapłonowej. Proces detonacji jest czasami określany jako stukanie lub pingowanie i może powodować wzrost ciśnienia w cylindrach i poważne uszkodzenie silnika. Silniki o wyższym stopniu sprężania są zarówno bardziej wydajne, jak i bardziej podatne na detonację, więc może być konieczne, aby paliwo posiadało właściwości przeciwstukowe.
Aby stworzyć wzorzec, którym można by mierzyć paliwa, wybrano izooktan ze względu na jego odporność na detonację. Ponieważ heptan zwiększa prawdopodobieństwo detonacji, substancja ta jest zazwyczaj mieszana podczas badania. Dwie główne metody badawcze służące do określania liczby oktanowej są reprezentowane przez badawczą liczbę oktanową (RON) i motorową liczbę oktanową (MON). RON paliwa jest określane przez spalanie paliwa w kontrolowanych warunkach w silniku o zmiennej kompresji przy 600 obrotach na minutę (RPM). Do uzyskania silnika MON wykorzystywane są prędkości powyżej 900 obr./min, które wykorzystują również wstępnie podgrzaną mieszankę paliwowo-powietrzną i zmienny czas zapłonu.
Trzecim rodzajem liczby oktanowej jest wskaźnik przeciwstukowy (AKI), który jest średnią RON i MON dla danego paliwa. Każda z tych liczb wskazuje na porównanie odporności paliwa na detonację z mieszaniną izooktanu i heptanu i może być przydatna w przewidywaniu, jak zareaguje w nowoczesnych silnikach o wysokim stopniu sprężania. Wiele silników ma minimalną sugerowaną liczbę oktanową paliwa, a wszystko, co jest niższe, może spowodować detonację i uszkodzenie silnika.
Oceny oktanowe odnoszą się tylko do właściwości przeciwstukowych i niekoniecznie wskazują na pojemność energetyczną lub cokolwiek innego. Pomimo doskonałych właściwości przeciwstukowych, izooktan ma w rzeczywistości niższą zawartość energii niż wiele innych paliw. Moc, która często wiąże się z wysokimi liczbami oktanowymi, zazwyczaj wiąże się z wysoką kompresją. Nowoczesne silniki o wysokim stopniu sprężania są zwykle mocniejsze i wymagają wysokooktanowego paliwa, aby uniknąć detonacji. Nawet jeśli samo paliwo ma stosunkowo niską zawartość energii w stosunku do swojej objętości, tak jak benzyna zmieszana z etanolem, silnik o wysokim stopniu sprężania może nadal wytwarzać wyjątkową moc.