Destilacija je način razdvajanja tečne smeše hemijskih jedinjenja fizičkim procesom isparavanja a potom kondenzovanja sastojaka smeše. Koristi se u cilju izolovanja ili prečišćavanja jednog ili više jedinjenja koji se nalaze u smeši. Sa tehničke strane gledišta razlikuju se dve vrste destilacije: prosta destilacija (smeša se sastoji od samo dva elementa koja treba razdvojiti) i frakciona destilacija (kada se smeša sastoji iz više frakcija koje treba razdvojiti).
Da bi destilacija bila uspešna, sastav pare mora da se razlikuje od sastava tečnosti. Osnovni uslov je razlika (što je veća to je bolje) temperatura ključanja hemijskih jedinjenja koja su razdvojena. Ipak postoje smeše čiji se sastojci ne mogu razdvojiti. Čak i kada imaju razliku u temperaturi ključanja sastav pare biva jednak sastavu smeše. Ovakve smeše nazivamo azeotropskim smešama, jedan od poznatijih primera je smeša 96% alkohola i 4% vode. Destilacija kada se obavlja bez obzira koji je odnos na početku destilacije završiće se azeotropskom smešom.
Destilacija ima široku primenu u industriji, pogotovu u rafinerijama nafte i drugoj hemijskoj industriji. Suprotan proces od destilacije koji može da da isti efekat (razdeljivanje smeše), je zamrzavanje smeše.
