製油所で原油を処理して石油製品を生産するまでの石油精製プロセスには、主なものとして、「蒸留」、「脱硫」、「分解」、「改質」といった工程があります。

「蒸留」は一次処理とも言い、原油を加熱炉で350℃以上に熱して常圧蒸留塔（トッパー）の中に吹き込み、沸点の違いを利用して、原油をLPガス、ナフサ、灯油、軽油、重油などの留分に粗分けして取り出す工程です。

その後の脱硫、分解、改質などの工程は二次処理とも言います。
「脱硫」は、各留分から硫黄分を取り除く工程です。これにより燃焼時に発生する排ガスに含まれる硫黄酸化物(SOx)を低減させることができます。ガソリンと軽油は2005年よりサルファーフリー（硫黄分10ppm以下）の製品を供給しています。

「分解」は、蒸留工程で出てきた炭素数の多い重油を原料として、より軽質(低分子)な炭素数の少ない製品となるよう分子構造を変換する工程です。これにより、重油留分がガソリンの基材などに作り替えられます。

「改質」は、ナフサ留分を自動車用ガソリンとして使えるようにオクタン価を高めるため、化学結合を変化させる工程です。