按原油的性质，所需产品的品种、数量和市场需求以及加工技术的不同，炼油厂的类型各异。根据主要产品特性，炼油厂可分为四种类型：燃料型、燃料-润滑油型、燃料-化工型和燃料-润滑油-化工型。

燃料型炼油厂

以汽油、喷气燃料、柴油、燃料油等石油燃料为主要产品。浅度加工型是这类炼油厂的最简单形式，主要加工手段是常压蒸馏（见原油蒸馏）。大部分炼油厂，为了提高轻质油品的产率和满足进一步加工的需要，设有减压蒸馏装置；为了生产高辛烷值汽油组分，设有催化重整装置；为了充分利用原油，设有深度加工装置（见石油炼制过程）。深度加工手段是以催化裂化、延迟焦化（见石油焦化）等装置为主。此外，为了得到合格油品，还都设有石油产品精制装置。

燃料－润滑油型炼油厂

产品除燃料油外还生产各种润滑油。润滑油产量在石油产品中虽然占的比例较小(1%～5%)，但品种繁多，在国民经济和国防建设中占有很重要的地位。润滑油的生产流程随原料性质和产品要求的不同而异。一般采用的过程有溶剂脱蜡、溶剂精制、白土精制（见石油产品精制）或加氢精制等。如果以减压渣油为原料生产残渣润滑油馏分时,还要增加丙烷脱沥青过程(见溶剂脱沥青)。

燃料－化工型炼油厂

除生产各类燃料油品外，还利用催化裂化、延迟焦化、催化重整、芳烃抽提、气体分离等装置生产的炼厂气、液化石油气和芳烃等，作为石油化工原料。随着国民经济发展的需要，为综合利用石油资源，炼油厂正与石油化工厂联合组成石油化工联合企业。利用炼油厂提供的石油化工原料，生产各种基本有机化工产品，以及合成树脂、合成橡胶、合成纤维和化肥等。

燃料－润滑油－化工型炼油厂

既生产燃料、润滑油类石油产品，又生产石油化工原料。装置类型多，产品种类广泛。

除上述四种基本类型的炼厂外，还有其他诸如全氢炼厂、无渣油炼厂等。全氢炼厂是1968年首次在科威特建成的，这种炼厂原油加工方法除采用了常减压蒸馏外，其余均采用加氢过程，主要用于炼制高硫原油。其优点是容易调节产品品种，提高产品质量和节约原油，但基建设资和操作费用均较高。无渣炼油厂是指将渣油全部转化成轻质油品（有的还包括焦炭）的炼厂。