Naftarafineerimistehas on tehas, kus toornafta töödeldakse erinevateks keemiatoodeteks ja kõrvalsaadusteks. Neid tooteid kasutatakse paljudes tööstuslikes ja kaubanduslikes rakendustes. Kõige levinumad rafineerimistehastes toodetavad kemikaalid on kütused ja määrdeained, nagu bensiin, petrooleum ja mootoriõli. Naftarafineerimistehas toodab palju muid kemikaale, sealhulgas plastide koostisosi ja muid kasulikke materjale. Mõned nafta rafineerimisprotsessi kõrvalsaadused on samuti tööstuslikud, näiteks terasetööstuses kasutatav naftakoks.
Naftarafineerimistehased on tavaliselt suured tööstuskompleksid, mis on täidetud keemiliseks töötlemiseks vajalike keerukate masinate võrguga. Enamik neist on torujuhtmete kaudu ühendatud naftatootmisrajatistega; kui see pole võimalik, tuleb toornafta rafineerimistehasesse toimetamiseks kasutada ronge või muid transpordiviise. Need asuvad sageli suurte veekogude läheduses, sest vett kasutatakse jahutusvedelikuna ja mõnes keemilises protsessis. Keskmisel naftatöötlemistehasel on arvukalt sisemisi torustikke nii töödeldud kui ka töötlemata kemikaalide transportimiseks kogu kohas ning suured mahutid nende kemikaalide hoidmiseks. Enamik rafineerimistehaseid asub elamupiirkondadest kaugel müra, heitmete ja ohutusprobleemide tõttu.
Kui toornafta jõuab nafta rafineerimistehasesse, rafineeritakse seda protsessi, mida nimetatakse fraktsioneerivaks destilleerimiseks. See protsess eraldab õli erinevatesse vormidesse või fraktsioonidesse, mis eristuvad nende molekulaarstruktuuri poolest. Kõik need naftadestillaadid ehk naftakeemiatooted koosnevad keerulistest molekulidest, mida nimetatakse süsivesinikeks. Mõned neist naftakeemiatoodetest on kasulikud üksinda, samas kui teisi tuleb edasi töödelda nafta rafineerimistehases või muus kohas. Need täiendavad keemilised protsessid varieeruvad sõltuvalt destillaadi tüübist ja soovitud lõpptootest.
Bensiin, tuntud ka kui bensiin, on nafta töötlemise põhisaadus koos teiste kütustega, nagu diislikütus, petrooleum ja veeldatud naftagaas. Naftakeemiat kasutatakse ka paljude toodete, sealhulgas vahade, lahustite ja pestitsiidide tootmiseks. Asfalti ja naftast saadud tõrva kasutatakse teede ja hoonete ehitamisel. Naftakeemiast toodetud polümeerid on paljude plastide aluseks. Naftarafineerimistehase kasulikud kõrvalsaadused on naftakoks, mis on terase ja alumiiniumi tootmiseks vajalik koostisosa, ning väävelhape, mida saab taaskasutada nafta rafineerimisprotsessis.
Naftarafineerimistehas on kulukas ja keeruline tegevus. Suur nõudlus toodete järele nõuab paljude rafineerimistehaste pidevat töötamist, mis jätab vähe võimalusi hoolduseks või täiustamiseks. Rafineerimistehaste asukohta, tegevust ja heitkoguseid kontrollivad ranged keskkonna- ja ohutusreeglid. Suurenenud teadlikkus keskkonnaprobleemidest on keskendunud nendele rajatistele, mis võivad tekitada saasteaineid ja kantserogeene ning vähendada õhukvaliteeti. Sellest hoolimata on paljud naftatöötlemistehaste loodud tooted kaasaegse ühiskonna jaoks hädavajalikud.