Первичная перегонка нефти производится в атмосферных или атмосферно-вакуумных ректификационных колоннах с целью разделения нефти на фракции. Бензиновая фракция, выкипающая в пределах 95—180 °С, используется как компонент товарного бензина для автомобилей и как сырье для получения высокооктановых компонентов бензина.

Дизельная фракция, выкипающая в пределах 180—360 °С, используется в качестве товарного топлива для быстроходных дизелей, а также как сырье для других процессов переработки нефтепродуктов. Кроме названных фракций вырабатываются также углеводородные газы, керосиновые фракции. Остаточными продуктами являются: при атмосферной перегонке нефти — мазут, выкипающий при температуре выше 350 °С, и при атмосферно-вакуумной перегонке — вакуумные дистилляты, выкипающие в пределах 350—500 °С, и гудрон, выкипающий при температуре выше 500 °С.

Крекинг-процессы предназначены для получения дополнительных количеств светлых нефтепродуктов термическим разложением остатков перегонки нефти. К их числу относятся термический, каталитический и гидрокрекинг. При термическом крекинге тяжелые углеводороды, входящие в состав остаточных продуктов перегонки нефти (в основном, мазута и гудрона), при нагреве до температур 350—550 °С и выше расщепляются на более легкие углеводороды с образованием бензиновых, керосиновых и дизельных фракций. Для тогшив термического крекинга характерна низкая химическая стабильность, которую улучшают путем введения в топлива специальных антиокислительных добавок.

При каталитическом крекинге используется катализатор, позволяющий изменять химический состав сырья в желаемом направлении. Сырьем являются вакуумные дистилляты, а также дизельные фракции других процессов переработки нефтепродуктов. Бензиновые фракции, получаемые при этом процессе, применяют в качестве компонента автомобильного бензина, их выход составляет 40—45 %. При гидрокрекинге разложение тяжелого сырья происходит в присутствии водорода.

Важное место в нефтеперерабатывающей отрасли занимает каталитический риформинг — процесс получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов в результате каталитических превращений низкооктановых бензиновых фракций, вырабатываемых при прямой перегонке и крекинге. Основная продукция этого процесса т-катализат, используемый в качестве высокооктанового компонента автомобильного бензина. Его выход составляет до 85 %.

Существуют и другие процессы получения высокооктановых компонентов бензина (алкилирование, изомеризация).