一般说来，原油或其他油品多是油气混合物（有的还是油气水混合物），在一定的温度压力下，只要经过充分的接触，便会形成油相（液相）和气相，且组分和组成一定，这种现象称为平衡分离。将原油分离为油气两相的过程通常是在油气分离器中进行，通过控制温度和压力使气液两相接近平衡。

油气分离可以有一级分离和多级分离。从理论上讲，分离的级数多，原油的收率高。而从生产的经济效益来讲，则要根据原油的气油比来确定分离级数。通常采用2至4级分离，直至压力系统降至常压。