由蒸餾的分離原理可知，如將苯—甲苯溶液加熱，使之進行一次部分汽化，兩組分便得到部分分離。汽化所得的氣相(一級)中苯濃度比原有溶液提高了，若將此氣相引出進行部分冷凝，則重新得到一呈平衡的汽液兩相。其氣相(二級)中苯的濃度又將進一步提高。該氣相(二級)再一次部分冷凝所得的下一級氣相(三級)，其苯濃度又可得以增加。顯然，這種依次進行部分冷凝的次數(即級數)愈多，所得到的蒸氣的濃度也愈高，最后可得高純度的易揮發組分苯。
同樣由蒸餾原理知，初始溶液加熱部分汽化后，所殘留的液相中甲苯的濃度比原溶液提高了。若將此液相引進另一加熱釜再一次發生部分汽化，由于甲苯難揮發，則汽化后剩余的液相中甲苯的濃度又將進一步增加，如此繼續下去，部分汽化的次數愈多，所殘留的液體中甲苯的濃度就愈高，最后可得高純度的難揮發組分甲苯。
生產中，上述過程是在精餾塔內同時進行的，溫度相對較低的液體自塔頂在重力作用下從上往下流動，而溫度較高的氣體(蒸汽)則在壓力的作用下自下往上流動，當兩者相遇時，氣相部分冷凝而液相部分汽化，從而同時實現多次部分汽化與多次部分冷凝。???
由此可見，精餾就是多次運用部分汽化和部分冷凝的方法，使混合液得到較完全分離，以獲得接近純組分的操作。
工業上精餾裝置由精餾塔、再沸器、冷凝器等構成，如圖10—1所示。在精餾塔內每隔一定高度安裝一塊塔板，或直接堆放填料。氣液兩相在塔板上或填料的表面相接觸，而發生部分汽化和部分冷凝。
