石油分馏(The Fractional Distillation of The Petroleum)是将
石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，属于
物理变化。石油(Petroleum)是由超过8000种不同分子大小的
碳氢化合物（及少量硫化合物）所组成的
混合物。
工业上先将石油加热至400℃~500℃之间，使其变成蒸气后输进分馏塔。在分馏塔中，位置愈高，温度愈低。石油蒸气在上升途中会逐步液化，冷却及凝结成液体
馏分。分子较小、沸点较低的气态馏份则慢慢地沿塔上升，在塔的高层凝结，例如燃料气(Fuel Gas)、
液化石油气(LPG.)、轻油(Naphtha)、
煤油(Kerosene) 等。分子较大、沸点较高的液态馏份在塔底凝结，例如柴油(Diesel)、润滑油及蜡等。在塔底留下的黏滞残余物为沥青及
重油(Heavy Oil)，可作为
焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。不同馏份在各层收集起来，经过导管输离分馏塔。这些分馏产物便是石油化学原料，可再制成许多的化学品。其属于物理变化。
粗石油为分馏温度较低、分子较小的成分，可做为燃料及汽油，如
液化天然气（主要成份为甲烷，含少量乙烷、
丙烷、丁烷、
乙烯）或
液化石油气（主要成份为丙烷、丁烷、
丙烯、乙烯）等，也可作为溶剂，如己烷等。
轻油又称为石脑油，是沸点高于汽油而低于煤油的分馏混合物，可分为轻石脑油及重石脑油。石脑油经脱醇酸化反应后，可作为汽油及航空燃料油使用，轻石脑油可经媒组反应产生高辛烷质的汽油或石油化学原料，如苯、甲苯、二甲苯等，也可经裂解反应产生乙烯、丙烯、丁烯、戊烷、芳香烃及碳烟，或经由加氢裂解反应，生产汽油及液化石油气。
重油一般指燃料油或燃料油与柴油混合而成的中间油料。直接产品可概分为渔船用油及锅炉用燃油两种。加工处理后则可生产润滑油、柏油、
石油焦、汽油、
液化石油气及丙烯等产品。