A destilação fracionada envolve a fervura do petróleo bruto para que os vários tipos de moléculas de hidrocarbonetos presentes evaporem, cada um por vez. Os vapores são então condensados em lotes separados de acordo com o tipo.
O petróleo bruto é composto por uma grande variedade de moléculas de hidrocarbonetos, cada uma com um tamanho, peso e ponto de ebulição diferentes. Moléculas mais curtas e simples, como metano e propano, são gasosas à temperatura ambiente. Os hidrocarbonetos usados para fazer a gasolina são maiores e mais pesados e fervem entre 104 e 392 graus Fahrenheit. Aqueles usados para fazer o óleo de aquecimento ferver entre 482 e 572 graus, enquanto aqueles usados para fazer óleo para lubrificação ferver entre 572 e 698 graus.
A destilação fracionada é apenas uma forma de separar e refinar o petróleo bruto em seus vários componentes. Os produtos especialmente procurados, como a gasolina, costumam ser complementados pelo craqueamento de hidrocarbonetos maiores em unidades menores ou pela unificação de moléculas menores em maiores.
