石油是一种粘稠状的，由多种碳氢化合物组成的液体。900年前，中国宋代科学家沈括（1031-1095）首次在《梦溪笔谈》中使用“石油”这个名称。尽管，很早就有过零星的关于石油的记载，例如17世纪有人介绍过石油可作润滑剂、油漆、灯油等，并曾建厂提炼，18世纪又有人发明了煤油灯，且有人建厂专门提炼灯用煤油，但是，石油被大规模开采和利用还是近百年来的事情。七十年代以来，对石油需求量猛增，全世界1968-1978年开采的石油与此以前110年开采的量相等。中国目前最大的油罐，罐底的面积相当于一个足球场，罐体高度为21.8米，可容纳十万立方米原油。今天，石油已经成为人们生活中不可缺少的物质。无论在空中、在海洋、还是在陆地上，对提供动力来说，石油都起着越来越大的作用。对提供化工原料来说，石油正在发挥着它巨大的潜力。石油的利用，促进了整个世界的进步。
石油炼制的第一步是利用石油组成成分的沸点差异进行分离。1823年，俄国人杜宾宁兄弟建立了蒸馏装置。到了十九世纪中叶人们开始对原油进行分馏。当时认为挥发性油危险而将其弃去，主要提炼供灯用的煤油。到十九世纪末，出现了多种内燃机，需要大量汽油作为燃料，这便使对石油的简单分馏转变为多提炼汽油。从1906年开始，人们把酒精精馏塔用于石油精馏。后经不断改进，到1923年出现了减压蒸馏法，这便可以从石油获得更多的汽油、煤油、柴油和润滑油。随后，
汽车工业需用汽油的量越来越大，而原油中轻质馏分的含量又不超过20-30%，若仅采用精馏的方法，必然不能解决供不应求的矛盾，于是，发展起来了裂解蒸馏法。
裂解原理是英国人瑞特伍德于1889年首先提出的，他通过高温加热，把分子量大的烃类分解为分子量小的烃类化合物。在工业上首先采用液相裂解过程，裂解装置为美国人柏尔顿最早建立，并被广泛采用。柏尔顿法于1912年获得专利权，到1921年就有800个以上的柏尔顿裂解蒸馏釜工作。人们在实践中发现，通过裂解得到的挥发性油比直接蒸馏所得到的更适用于内燃机。为了鉴定挥发性油的质量而提出了“辛烷值”的概念，从裂解得到的挥发性油，其辛烷值高，而从直接蒸馏得到的则辛烷值低。二十世纪以来，随着航空和
交通运输事业的飞速发展，要求有更多的高辛烷值汽油，于是又出现了催化裂化方法。
最早的、具有代表性的催化裂化方法是胡德利法，它用含水硅酸铝做催化剂，可得到大量高辛烷值的挥发性油，于1936年在美国实现了工业化。五十年代以后又发展起来了加氢裂化，它是在氢气和催化剂存在下，把使用价值低的、沸点高的馏分转化为沸点低的液体产品，于1959年7月在美国加州美孚石油公司投产，这是加氢裂化在炼油工业中工业化的开端，它是炼油工业中比较先进的生产工艺。
1919年，美国美孚石油公司以石油产品丙烯为原料，采用硫酸水合法生产异丙醇，并于1920年投产。这是
石油化工的开端。1940年11月实现了催化重整的工业化，在第二次世界大战期间曾用以生产TNT（三硝基甲苯）炸药。到了1949年，美国环球油品公司研究成功了铂重整并实现了工业化，催化重整开始发展起来。在炼制石油过程中，人们发现石油裂化后的气体中含有相当数量的烯烃，不过，其中作为化工最主要的原料乙烯含量却比较少。于是人们又设法扩大乙烯的来源。美国联合碳化物公司于1920年将乙烷及乙烷与丙烷的混合物进行了脱氢和高温裂解以制取乙烯的实验，于1923年投产，建成了第一个石油人工基地。从此兴起了石油化工，并得到高速发展。