Rafinerija nafte je postrojenje u kojem se sirova nafta prerađuje u različite kemijske proizvode i nusproizvode. Ovi proizvodi se koriste za brojne industrijske i komercijalne primjene. Najčešće kemikalije koje proizvode rafinerije su goriva i maziva kao što su benzin, kerozin i motorno ulje. Rafinerija nafte proizvodi mnoštvo drugih kemikalija, uključujući sastojke za plastiku i druge korisne materijale. Neki nusproizvodi procesa rafiniranja nafte također imaju industrijsku primjenu, kao što je naftni koks, koji se koristi u proizvodnji čelika.
Rafinerije nafte su obično veliki industrijski kompleksi ispunjeni složenom mrežom strojeva potrebnih za kemijsku obradu. Većina je cjevovodima povezana s pogonima za proizvodnju nafte; ako to nije moguće, vlakovi ili drugi načini transporta moraju se koristiti za dopremu sirove nafte u rafineriju. Često se nalaze u blizini velikih vodenih površina, jer se voda koristi kao rashladno sredstvo i u nekim kemijskim procesima. Prosječna rafinerija nafte ima brojne unutarnje cjevovode za premještanje i obrađenih i neprerađenih kemikalija kroz mjesto i velike spremnike za skladištenje tih kemikalija. Većina rafinerija nalazi se daleko od stambenih područja zbog buke, emisija i sigurnosnih razloga.
Kada sirova nafta uđe u rafineriju nafte, rafinira se postupkom koji se naziva frakcijska destilacija. Ovaj proces odvaja ulje u različite oblike ili frakcije koje se razlikuju po svojoj molekularnoj strukturi. Svi ovi naftni destilati, ili petrokemikalije, sastavljeni su od složenih molekula zvanih ugljikovodici. Neke od tih petrokemikalija korisne su same za sebe, dok se druge moraju dalje prerađivati u rafineriji nafte ili na drugom mjestu. Ovi daljnji kemijski procesi variraju ovisno o vrsti destilata i željenom krajnjem proizvodu.
Benzin, također poznat kao benzin, primarni je proizvod prerade nafte, zajedno s drugim gorivima kao što su dizel, kerozin i ukapljeni naftni plin (LP). Petrokemikalije se također koriste za stvaranje brojnih proizvoda, uključujući voskove, otapala i pesticide. Asfalt i katran iz nafte koriste se u izgradnji cesta i zgrada. Polimeri proizvedeni od petrokemikalija čine osnovu mnogih plastičnih masa. Korisni nusproizvodi rafinerije nafte su naftni koks, neophodan sastojak za proizvodnju čelika i aluminija, te sumporna kiselina, koja se može ponovno upotrijebiti u procesu rafiniranja nafte.
Rafinerija nafte je skupa i komplicirana operacija. Velika potražnja za proizvodom zahtijeva da mnoge rafinerije rade kontinuirano, dopuštajući malo mogućnosti za održavanje ili poboljšanja. Strogi ekološki i sigurnosni propisi kontroliraju lokaciju, aktivnost i emisije rafinerija. Povećana svijest o ekološkim brigama usredotočila se na ispitivanje ovih objekata, koji mogu stvarati zagađivače i karcinogene te smanjiti kvalitetu zraka. Ipak, mnogi proizvodi proizvedeni u rafinerijama nafte bitni su za moderno društvo.