蒸馏是最古老的提纯手段：混合液加热后，沸点低的成分先汽化，蒸汽经冷凝管重新变为液体流出，与留在釜内的高沸点杂质分开。农产品加工中的白酒、精油、纯露，走的全是这条路。
水上蒸馏（隔水蒸）物料不接触沸水，温和，适合花叶类；水中蒸馏物料浸没水中，适合不易结块的粗硬原料；水蒸气蒸馏直接通入外来蒸汽，温度可控性最好，工业主力。家庭土法多是水上蒸馏——灶上一口锅、锅里一层篦子、篦上摊料。
提纯效率取决于汽液平衡：被提纯物在水中的溶解度越低、蒸汽压越高，越容易被蒸汽“带出来”。这也是为什么精油得率动辄只有千分之几，而相对易挥发的薄荷醇能到百分之一上下。