Minyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permuaan tanah. Minyak bumi di peroleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah ( crude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap.  Minyak mentah ( crude oil) hasil pengeboran sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa hidrokarbon jenuh. Oleh karena itu pengolahan ( pemurnian=refiming) minyak bumi di lakukan melalui  destilisi bertingkat, di mana minyak mentah di pisahkan kedalam kelompok-kelompok ( fraksi ) dengan titik didih yang mirip. Mula-mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400 derajat celcius kemudian di alirkan kedalam menara fraksionasi.
            Adapun cara pemisahan / pengolahan minya bumi, melalui beberapa tahap:
1.      Pemisahan ( distlasi )
Distilasi merupakan  cara pemisahan campuran komponen-komponen zat berdasarkan perbedaan titik didih, proses ini dikerjakan dengan menggunakan kolam atau menara distilasi. Minyak mentah dimasukan  kedalam tangki, kemudian di panaskan kurang lebih 350 derajat celcius – 370 derajat celcius, kemudian  minyak yang me nguap bergerak ke atas melalui pubble cups, sedangkan minyak cair turun ke bawah. Fraksi minyak mentah yang tidak menguap menjadi residu. Residu dari hasil pemisahan minyak bumi diantaranya paraffin, lilin, dan aspal. Residu-residu ini mempunyai rantai karbon berjumlah lebih besar dari 20. Hasil-hasil dari pemisahan minyak mentah tersebut diperoleh fraksi-fraksi minyak bumi, diantaranya gas alam, petrol eter, ligroin, bensin, minyak  tanah, solar, minyak pelumas, lilin, dan aspal. Fraksi-fraksi yang dihasilkan pada berbagai temperature pemisahan, ada yang berwujud gas, cair, dan padat.
2.      Perengkahan ( cracking )
Fraksi minyak bumi yang paling banyak kegunaannya adalah bensin, karena itu fraksi-fraksi minya bumi dengan jumlah atom C besar dipecahkan untuk membentuk bensin. Frkasi-fraksi ini adalah minyak tanah dan solar. Metode pemecahan fraksi-fraksi minyak bumi di sebut proses perengkahan ( cracking ). Pada proses ini berlangsung reaksi pyrolisis, istilah pyrolisis ini berasal dari bahasa Yunani. Pyr yang artinya api, sedangkan lysis artinya perangkahan atau pemecahan. Jadi pyrolisis adalah permecahan oleh panas. Pyrolisis alkana  di kenal dengan proses cracking. Dalam proses cracking termal alkana di lewatkan pada ruang yang  dipanaskan  pada suhu tinggi, akan terjadi alkana rantai pendek, alkena, dan hidrogen. Proses ini paling b anya mengha silkan etilena dan molekul-molekul yang lainnya. Prosescrackin g  uap sebagai modifikasi cracking termal dilakukan dengan mencampur hidrokarbo dengan uap dan dipanaskan pada 700-900 derajat celcius kemudian cepat-cepat didinginkan. Proses ini berfungsi menghasilkan pereaksi hidrokarbon  yang meliputi etilena, propilerna, butadiene, isopropena, dan siklopentadiena. Untu memproduksi bensin di gunakan proses cracking katalitik. Pada proses ini fraksi minyak bumi dengan titik didih tinggi di campur kan dengan silica alumina pada 450-550 derajat celcius dengan tekanan tinggi. Proses ini juga dapat memperbaiki k ualitas bensin. Karena menghasilkan alkana dan alkena yang rantainaya bercabang banyak sehingga merupakan bahan bakar yang mempunyai angaka oktan tinggi.
3. Refoming
Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik ( rantai karbon lurus ) menjadi bensin yang bermutu baik ( rantai karbon bercabang ). Karena  kedua jenis bensin in I memiliki molekul yang sama teapi bentuk struktur berbeda, maka proses ini di sebut juga isomerisasi. Reforming di lakukan dengan menggunakan katalitas dan pemanasan.
4.Polimerisasi
Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi besar, misalnya penggabungan senyawa isobutene  dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin kualitas tinggi, yakni isooktana.
5. Proses Pembersihan ( Treating )
Treating adalah pemurnian minyak bumi dengan  cara menghilangkan pengotor-pengotornya.
Cara-cara proses treating adalah:
a). copper sweetening dam doctor, yakni proses menghilangkan pengotor yang dapat menimbulkan bau yang tidak sedap.
b). Acidtreatment, yakni proses menghilangkan lumpur dan memperbaiki warna.
c). Desulfurrizing ( desulfurisasi ), yakni proses menghilangkan unsur belerang.

Fraksi Hidrokarbon yang Didapatkan dari Distilasi Bertingkat

Fraksi Jumlah Atom C Titik Didih Kegunaan
Gas C1 – C5 -164 °C – 30 °C bahan bakar gas
Eter petroleum C5 – C7 30 °C – 90 °C pelarut, binatu kimia
Bensin C5- C12 30 °C – 200 °C bahan bakar motor
Minyak tanah C12 – C16 175 °C – 275 °C minyak lampu, bahan bakar kompor
Minyak gas, bakar, dan diesel C15 – C18 250 °C – 400 °C bahan bakar mesin diesel
Minyak-minyak pelumas, gemuk, jeli petroleum C16 ke atas 350 °C ke atas pelumas
Parafin (lilin) C20 ke atas meleleh 52 °C – 57 °C lilin gereja, pengendapan air bagi kain, korek api,dan pengawetan
Ter residu aspal buatan
Kokas petroleum residu bahan bakar, elektrode

Fraksi-faksi yang didapatkan setelah proses distilasi selanjutnya diolah lebih lanjut dengan proses reforming, polimerisasi, treating, dan blending.