Para obtener productos útiles, las diversas sustancias líquidas y sólidas disueltas de las que está compuesto el petróleo crudo tienen que ser separadas. El método principal para lograrlo es la destilación fraccionada. El petróleo crudo es calentado en un horno hasta 350°C aproximadamente, y sus vapores pasan a la parte inferior de una columna de fraccionamiento, una torre cilíndrica de unos 50 metros de altura, dentro de la cual hay unas treinta bandejas perforadas a intervalos regulares. A medida que los vapores ascienden por la columna, la temperatura disminuye. Los componentes del petróleo con grados de ebullición muy altos, por ejemplo los aceites lubricantes, se condensan en la parte inferior de la columna; en cambio, las fracciones que hierven a temperaturas más bajas, por ejemplo la gasolina, siguen subiendo hasta alcanzar un nivel suficientemente frío para poder condensarse.
Las refinerías modernas tienen, por lo general, una capacidad de refino muy superior a los 100.000 barriles diarios de petróleo. El barril es la unidad de medida que se usa con mayor frecuencia en la industria petrolífera y equivale a unos 160 litros.
