Si le pétrole brut est un mélange d'hydrocarbures très variés, les produits livrés ont, eux, une composition bien précise. Par exemple, l'essence est fabriquée à partir d'hydrocarbures légers, au contraire du fioul lourd constitué de composés très lourds.

La transformation du pétrole brut, pour obtenir les produits finis, se fait via deux techniques principales :

-   la distillation atmosphérique qui consiste en un procédé physico-chimique permettant de séparer les différents constituants du pétrole brut en fonction de leur composition. En effet, le chauffage progressif à 360°C d'une charge de pétrole brut permet aux composés de passer partiellement en phase vapeur et d'être recueillis par condensation dans la tour de distillation – appelée également colonne de fractionnement : les fractions les plus légères (gaz et essences) se retrouvent en haut de colonne. Viennent ensuite des composés de plus en plus lourds : le kérosène, le gazole et le fioul domestique.

Les résidus, non-évaporés, représentent la fraction la plus lourde. Ils sont utilisés à la SARA comme combustible dans les unités de fabrication, et par les centrales thermiques (comme EDF) pour produire de l'électricité.

-         Le reformage catalytique,

Cette opération consiste à «transformer» des molécules élémentaires pour en former de plus complexes. Le reformage catalytique permet notamment d'obtenir des essences à haut indice d'octane.