精馏通常在精馏塔中进行，气液两相通过逆流接触，进行相际传热传质。液相中的易挥发组分进入气相，气相中的难挥发组分转入液相，于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分，塔底可得到几乎纯的难挥发组分。料液从塔的中部加入，进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
从塔顶引出的蒸气经冷凝，一部分凝液作为回流液从塔顶返回精馏塔，其余馏出液即为塔顶产品。塔底引出的液体经再沸器部分气化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比，其大小会影响精馏操作的分离效果和能耗。
精馏是一种利用液体经过加热、蒸发、冷凝等过程，从中分离不同成分的分离技术。其原理是利用物质的沸点差异，分离出具有不同沸点的成分。
当混合物被加热至沸腾时，其中成分沸点低的开始蒸发，生成蒸汽，而成分沸点高的则残留在容器中。这些蒸汽得到冷却后会形成液体，这液体就是分离出来的原混合物的某一组分。经过多次重复的蒸发和冷凝，沸点较低的成分会在前面得到分离，沸点较高的成分则在后面得到分离，从而实现分离过程。
在实际使用过程中，通常会采用不同的装置和操作方式。例如，在轻油和重油的分离过程中，可以采用精馏柱来进行分离。该装置内置有许多塞形板，通过塞形板上下移动控制蒸汽流经的路径，为混合物提供多次蒸馏和冷凝的机会，最终将不同沸点的成分分离出来。
