Индекс сложности Нельсона был разработан У. Нельсоном в 1960-61. Индекс Нельсона оценивает уровень вторичной мощности преобразования на НПЗ по отношению к первичной мощности дистилляции. Индекс присваивает коэффициент сложности для каждой основной единице оборудования НПЗ на основе его сложности и стоимости в сравнении с оборудованием по перегонке сырой нефти, которому присваивается коэффициент сложности 1,0. Сложность каждой установки на НПЗ вычисляется путем умножения его коэффициента сложности и стоимости.

Суммируя значения сложности, присвоенные каждой единице оборудования, в том числе установке перегонки сырой нефти, определяют сложность НПЗ по индексу сложности Нельсона. Напри­мер, установка каталитического крекинга имеет коэф­фициент, равный 4,0, то есть она в 4 раза сложнее, чем установка для перегонки сырой нефти при той же производительности. Индекс сложности Нельсона указывает не только на интенсивность инвестиций или индекс стоимости завода, но и его потенциал добавленной стоимости . Таким образом, чем выше индекс Нельсона, тем выше стоимость НПЗ и выше качество и уровень его продукции.