Kimya biliminde kullanılmakta olan destilasyon kavramının diğer bir adı ise damıtma'dır. Su buharı, vakum, normal, kuru ve fraksiyonlu olmak üzere 5 farklı çeşidi bulunan damıtma bir işlemdir. Bu işlemin gerçekleşebilmesi için en az iki farklı bileşenin meydana getirmiş olduğu bir karışım gerekir.

Destilasyon işlemi sırasında bu karışım ilk önce ısıtılır. Daha sonra karışımda buhar ya da sıvı faz oluşumu görülmektedir. Sıvı ve buhar faz oluşumunun ardından uçucu özelliği ve bileşen içeriği daha fazla olan karışımlar elde edilir. Damıtma işlemi bu şekilde gerçekleşmektedir.

Destilasyon işlemi sırasında oluşan buhar fazda uçucu özelliği çok daha fazla olan ilk bileşen, sıvı fazda ise kaynama noktası daha yüksek olan ikinci bileşen zenginleşmektedir. Yani damıtma işlemlerinde buhar faz ve sıvı faz olarak kullanılır. Bu fazların kullanımıyla birlikte destilasyonda daha zengin içeriğe sahip olan karışımların elde edilmesi mümkün olur.

Destilasyon işleminin gerçekleşmesi için gerekli olan bir diğer nokta ise işlemde kullanılacak bileşenlerin uçucu yapıda olması gerekliliğidir. Bu işlem için uçucu özellik gerekli bir özelliktir. Ancak bu durumda destilasyon işleminde yüksek miktarda olan ayrıştırma yapılabilmektedir. Bileşenlerin uçucu olması bunu mümkün kılar. Damıtma işleminde bileşim olarak iki farklı maddeden meydana gelen sıvı karışımların dışında daha fazla bileşenden oluşan sıvı karışımlar da ayrıştırılabilmektedir. Yalnız bu durumlarda ayrıştırma aşamalı işlem sayesinde gerçekleşir. Bileşenler bu şekilde birbirinden ayrılırlar. Destilasyonda sıvı ile buhar denge konumunda olur ve böylece buhar faz sıvı fazdan farklı bir bileşime sahip olur. Eğer bu durumun tersi olarak buhar faz ile sıvı faz bileşimleri aynı oranda olularsa destilasyon işlemi gerçekleşemez.

Kimya biliminde kullanılmakta olan damıtma, genellikle organik yapıda olan bileşik maddelerin birbirinden ayrılmasında kullanılır. Bu işlem esnasında kaynama noktasına tam olarak ulaşmış olan bir sıvıya daha fazla ısı enerjisi verilmiş olunur ve böylece sıvının buhar haline dönüştürülmesi sağlanır. İşlem sırasında sıvı tamamen gaz hale dönüşene kadar, sıvıya verilen ısı değiştirilmez ve hep aynı oranda kalır. Bu özellik destilasyon işleminde buhar basıncı birbirinden farklı olan sıvı maddeleri birbirinden ayırmak için kullanılır.

Destilasyon işlemlerinde farklı uygulamalar uygulanabilmektedir. Bu uygulamalar, isim olarak kesilerek ya da sürekli  besleme akımına göre çoklu veya ikili sistemli gibi uygulamalardır. Bu farklı uygulamalar aynı zamanda destilasyon işlemini de farklı çeşitlere ayırır. Damıtılmak istenen karışımın içerisinde bulunan bileşen sayısına göre birden fazla işlem uygulanır. Böylece destilasyon işlemi daha kompleks bir yapıya bürünmektedir.

Besleme akımın destilasyon işleminde kullanılırsa bu işlem" ekstratif" ya da "azeotropik" isimleriyle tanımlanır. Yine bu türde karışımı meydana getiren bileşen maddelerde bulunan kolon yapıları farklı uygulamalara neden olur. Bu uygulamalar dolgulu ya da raflı kolon uygulamalarıdır. Eğer karışımda bulunan sıvıların kaynama noktaları birbirine yakın bir noktada ise ve de bu sıvıların yüksek sıcaklıklarda yapıları bozulmuyorsa böyle karışımların ayrıştırma işlemine normal destilasyon adı verilmektedir.

Birbirinden ayrıştırılmak istenen karışımın içindeki sıvı maddeler, kaynama noktalarının altında derecelerde bozulabiliyorsa bu tür karışımların ayrıştırılmasında vakumlu destilasyon işlemi kullanılır. Yine az miktarlarda olan ve özellik olarak suda çözünemeyen sıvılardan meydana gelmiş olan karışımlar, su buharlı destilasyon işlemiyle birbirinden ayrılmaktadır. Katı halde bulunan maddelerin yüksek sıcaklık sayesinde parçalanması işlemi ise, kuru destilasyon ismini almaktadır.