La distillazione frazionata comporta l'ebollizione dell'olio grezzo in modo che i vari tipi di molecole di idrocarburi presenti si vaporizzino, ciascuno a sua volta. I vapori vengono quindi condensati in lotti separati in base al tipo.
Il petrolio greggio è costituito da una grande varietà di molecole di idrocarburi, ciascuno di dimensioni, peso e punto di ebollizione diversi. Le molecole più brevi e più semplici come il metano e il propano sono gassose a temperatura ambiente. Gli idrocarburi usati per produrre benzina sono più grandi e più pesanti, e bollono tra 104 e 392 gradi Fahrenheit. Quelli usati per far bollire l'olio di riscaldamento tra i 482 ei 572 gradi, mentre quelli usati per produrre l'olio per la lubrificazione fanno bollire tra 572 e 698 gradi.
La distillazione frazionata è solo un modo per separare e raffinare il petrolio greggio nei suoi vari componenti. I prodotti particolarmente richiesti, come la benzina, sono spesso integrati dalla rottura di idrocarburi più grandi in unità più piccole o dall'unificazione di molecole più piccole in quelli più grandi.
