Le raffinage du pétrole désigne l'ensemble des traitements et transformations visant à tirer du pétrole le maximum de produits à haute valeur commerciale. Selon l'objectif visé, en général, ces procédés sont réunis dans une raffinerie.
Le pétrole, mélange de différents produits hydrocarbonés, doit subir une série de traitements pour être utilisable dans les moteurs à combustion et dans les différentes branches de l'industrie (pétrochimie…). Très souvent, la qualité d'un brut dépend largement de son origine. Celle-ci détermine sa couleur, sa viscosité, sa teneur en soufre, son point d'écoulement et sa teneur en minéraux, facteurs pris en compte dans les procédés de raffinage.
Une raffinerie doit être conçue pour traiter une gamme assez large de bruts. Certaines sont adaptées à un brut particulier, lorsque la ressource estimée dudit brut est suffisamment importante.