如前所述，原油里面含有各种各样的烃类物质。石油精炼就是将每种组分都分离出来，使其能够被进一步利用。化学家使用如下步骤进行石油精炼:

　　1、将原油中各种组分(称为馏分)分离出来的最古老、 最常用方法是利用沸点的不同来实现。该过程被称为分馏。基本方法是对原油进行加热，使其蒸发之后再对蒸汽进行液化。

　　2、较新的技术是利用对某些馏分进行化学加工，从而得到其他馏分，该过程被称为转化。例如，化学加工可以把较长的碳链断裂为较短的碳链。这样，如果汽油的需求较大，炼油厂便可把柴油燃料转化为汽油。

　　3、炼油厂必须对馏分进行处理以除去杂质。

　　4、炼油厂将不同的馏分(处理的和未处理的)化合成混合物，来制造所需产品。例如，利用不同链长的混合物可以制造出辛烷值不同的汽油。在被送往各个销售点(例如加油站、机场和化工厂)之前，产品将一直存放在现场。除了生产以石油为原料的各种产品外，炼油厂还必须对生产过程中产生的废物进行处理，以尽力减少空气污染和水污染。