石油タンカー
ゾロアスターは、242 ロングトンの灯油を、パイプで連結された2つの鉄製タンクに入れて輸送した。船の中央に機関室が置かれ、1つのタンクがその前方に、もう1つが後方に置かれた。この船は、予備浮力のために21の垂直防水区画を備えていたことがもう1つの特徴であった。船の全長は184 フィート(56 m)、全幅は27 フィート(8.2 m)、喫水は9 フィート(2.7 m)であった。ノーベルの以降のタンカーとは異なり、ゾロアスターの設計はスウェーデンからカスピ海まで、バルト海、ラドガ湖、オネガ湖、ルイビンスク、ヴォルガ・バルト水路、ヴォルガ川を経由して航海できるようになっていた。
ノーベルはそれから、単一船殻設計を採用し始めた。これは船体がタンクの構造の一部をなすものである。1880年11月、彼は最初の単一船殻タンカーである「モーゼ」(Moses) を発注した。1年以内に彼はさらに「モハメド」(Mohammed)、「タターリン」(Tatarin)、「ブラマ」(Bramah)、「スピノザ」(Spinoza)、「ソクラテス」(Socrates)、「ダーウィン」(Darwin)、「コーラン」(Koran)、「タルムード」(Talmud)、「カルマック」(Calmuck)と7隻の単一船殻タンカーを発注した。
ブラノーベルは、初期の石油タンカーの事故も経験している。
石油タンカーは一般に8から12のタンクを備えている。各タンクは前後方向の間仕切りにより2つから3つの独立区画に分割されている。タンクには船首部を1番として順番に番号がつけられている。各区画はタンクの番号と横方向の位置により「1番左舷側」「3番右舷側」「6番中央」のように参照される。
防油区画 (cofferdam) は、熱・火災・衝突防護のために2つの間仕切りの間に空けられた小さな区画である。タンカーは通常タンクの最前部および最後部に防油区画を備えており、個別のタンクの間に備えていることもしばしばある。ポンプ室にはタンカーの積み荷配管につながっている全てのポンプを収容している。大きなタンカーの中には2つのポンプ室をもつものもある。ポンプ室は通常船の全幅に渡って設置されている。
石油タンカーへの積み込みは、ポンプで石油を船のタンクに流し込むことによって行われる。石油がタンクに入るにつれて、タンク内の空気を何らかの方法で排出する必要がある。地域の規制により、この空気は大気中に放出されるか、あるいは空気戻し配管によりポンプステーションへ送り返される。また、釣り合いを保つために積み込み作業中にバラスト水を移動させることが普通である。
積み込みは、設備がうまく動作していて接続がきちんとしていることを確認するために、低圧でゆっくりと開始される。その後安定した圧力になり、タンクがほぼ一杯になった"topping-off"(満タン)の段階まで維持される。満タンになる状態は石油を扱う上でとても危険な時期であり、取り扱い手順は特に注意深く行われる。タンクの計量装置により担当者はあとどれくらいタンクに空間が残っているかを知ることができるようになっており、全てのタンカーは少なくとも2つの異なる計量装置を備えている。タンカーが石油で満たされるにつれて、乗員はバルブを開いたり閉じたりして石油の流れを変え、ポンプ設備と緊密に連絡をとって石油の流れを減らし最終的に止めるようにする。
国際タンカー船主汚染防止連盟 (International Tanker Owners Pollution Federation) は1974年以来9,351件の石油流出事故を確認している。この調査によれば、ほとんどの流出が積み荷の積み込み・積み降ろし・燃料油の積み込みなど日常の作業から発生している。日常作業から発生する石油流出事故の91 パーセントは小さなもので、1件当たり7 トン以下の流出である。一方、衝突や座礁、船体の破断や爆発などの事故による流出はより大きく、こうした事故による流出のうち84 パーセントでは700 トン以上の流出がある。
エクソンバルディーズ号の流出事故の後、アメリカ合衆国では領海内に進入する全てのタンカーに対して2015年までに二重船殻にすることを義務付ける連邦油濁法(英語版)を制定した。「エリーカ(英語版)」の1999年、「プレステージ(英語版)」の2002年の流出事故 (プレステージ号原油流出事故(英語版)) の後、欧州連合も全てのタンカーに2010年までに二重船殻にすることを要求する独自の厳しい汚染対策を制定した。この対策では新しい「重大な怠慢」(serious negligence) という法的概念を導入したため論争を呼んでいる。
浮体式貯蔵積出設備 (FSO: floating storage and offloading unit) は、世界中の海上石油産業で、近くの石油プラットフォームから石油を受け取り石油タンカー(シャトル・タンカー)へ積み出すまで貯蔵するために用いられている。同様のシステムとして浮体式生産貯蔵積出設備 (FPSO: floating production storage and offloading unit) は搭載している石油の処理を行う能力がある。こうした浮体式設備により石油生産の費用を削減でき、また機動性や大きな貯蔵能力、生産の柔軟性などが得られる。
浮体式貯蔵積出設備や浮体式生産貯蔵積出設備はしばしば役目を終えた古いタンカーから改造されるが、新しい船体が建造されることもある。シェル・エスパーニャは1977年8月に初めてタンカーを浮体式生産貯蔵積出設備生産貯蔵積出設備として用いた。石油タンカーとして用いられていた船を浮体式貯蔵設備として用いた例としてはノック・ネヴィスがある。こうした設備は通常海底に繋留されている。天候が荒れる傾向のある地域では、ターレットスタイルの繋留システムが用いられることがある。ターレットシステムにより設備を回転させて海のうねりと風の影響が最小になるようにできる。