分馏（fractional distillation）是分离几种不同沸点的混合物的一种方法，过程中没有新物质生成，只是将原来的物质分离，属于物理变化。分馏是对某一混合物进行加热，针对混合物中各成分的不同
沸点进行
冷却分离成相对纯净的单一物质过程。
分馏（fractional distillation）与
蒸馏相同，即分离几种不同沸点的挥发性成分的混合物的一种方法；混合物先在最低沸点下蒸馏，直到蒸气温度上升前将蒸馏液作为一种成分加以收集。蒸气温度的上升表示混合物中的次一个较高沸点成分开始蒸馏。然后将这一组分开收集起来。
分馏是
分离提纯液体有机混合物的沸点相差较小的组分的一种重要方法。进行分馏可以解决蒸馏分离不彻底，多次蒸馏操作繁琐，费时，浪费极大的问题。石油就是用分馏来分离的。
分馏在
常压下进行，获得低沸点
馏分，然后在减压状况下进行，获得高沸点馏分。每个馏分中还含有多种化合物，可以再进一步分馏。
用分馏柱进行分馏，被分馏的溶剂在蒸馏瓶中沸腾后，蒸气从
圆底烧瓶蒸发进入分馏柱，在分馏柱中部分冷凝成液体。此液体中由于低沸点成分的含量较多，因此其沸点也就比蒸馏瓶中的液体温度低。当蒸馏瓶中的另一部分蒸气上升至分馏柱中时，便和这些已经冷凝的液体进行热交换，使它重新沸腾，而上升的蒸气本身则部分地被冷凝，因此，又产生了一次新的液体-蒸气平衡，结果在蒸气中的低沸点成分又有所增加。这一新的蒸气在分馏柱内上升时，又被冷凝成液体，然后再与另一部分上升的蒸气进行热交换而沸腾。由于上升的蒸气不断地在分馏柱内冷凝和蒸发，而每一次的冷凝和蒸发都使蒸气中低沸点的成分不断提高。因此，蒸气在分馏柱内的上升过程中，类似于经过反复多次的简单蒸馏，使蒸气中低沸点的成分逐步提高。
由此可见，在分馏过程中分馏柱是关键的装置，如果选择适当的分馏柱，就可以在分馏柱的顶部出来的蒸气，经冷凝后所得到的液体，可能是纯的低沸点成分或者是低沸点占主要成分的流出物。