Kilang minyak disebut sebagai industri padat karya, lantaran sebuah kilang beroperasi selama 24 jam sehari atau 365 hari dalam setahun, sehingga mengharuskan para karyawan yang bekerja di kilang minyak harus bekerja ekstra tanpa libur.

Sebagian besar kilang berfokus pada produksi bahan bakar transportasi. Jumlah produksi kilang yang dihasilkan bervariasi dari bulan ke bulan dan tahun ke tahun karena kilang menyesuaikan produksi untuk memenuhi permintaan pasar dan untuk memaksimalkan keuntungan.

1. Separasi

Tahap separasi merupakan proses minyak mentah yang menggunakan metode distilasi yang dimasukkan dan dipanaskan menggunakan suhu ekstrim di Menara destilasi. Dari proses tersebut, terbentuklah beberapa bagian kecil yang sesuai dengan titik didihnya.

Kemudian bagian kecil dengan titik paling ringan akan menguap dan naik ke puncak Menara distilasi, yang nantinya akan mengembun kembali menjadi cairan.

Adapun hasil dari proses separasi ini berupa solar, minyak tanah, bensin, avtur, lilin, pelumas (oli), malam, parafin, dan aspal. 

2. Konversi
Tahap lanjutan setelah proses distilasi adalah tahap konversi. Dalam tahap ini, dari titik didih sedang hingga tinggi diproses lebih lanjut untuk dijadikan produk lebih ringan serta bernilai lebih tinggi.

Metode yang paling digunakan dalam tahap konversi ini adalah cracking, yakni menggunakan panas, tekanan, katalis, hingga hydrogen untuk memecahkan molekul hidrokarbon berat menjadi molekul yang lebih ringan. Misalnya, cracking terjadi pada minyak tanah atau minyak solar yang diubah menjadi bensin.

Selanjutnya ada juga metode konversi berupa reforming. Reforming bertujuan untuk mengubah bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik menjadi bensin yang bermutu lebih baik. Serta ada juga metode konversi lain yaitu alkilasi.

Alkilasi berguna untuk menambah jumlah atom dalam suatu molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Tujuan alkilasi untuk memperoleh produk alkilat dengan angka oktan tinggi.

3. Treatment
Proses treatment ini merupakan proses sentuhan terakhir dalam pengilangan minyak. Kemudian, dalam proses ini bertujuan untuk memurnikan bahan bakar minyak yang telah jadi dengan cara menghilangkan bahan pengotornya.