Οι ελιές συλλέγονται με τα χέρια ή με τίναγμα του δένδρου με ραβδισμό ή με μηχανήματα. Μετά τη συλλογή ο καρπός μεταφέρεται το συντομότερο στο ελαιοτριβείο (ή αλλιώς ελαιουργείο, κοινώς λιοτρίβι, "λουτριβιό" ή φάμπρικα) ώστε να αποφευχθεί η ζύμωση και η ανάπτυξη μούχλας που υποβαθμίζει την ποιότητα του ελαιολάδου. Στα ελαιουργεία η επεξεργασία αρχίζει με το ζύγισμα, τον διαχωρισμό και το πλύσιμο των ελιών. Οι ελιές, που έχουν τοποθετηθεί σε τελάρα ή σάκκους, μεταφέρονται με αναβατόρια σε μια μεγάλη λεκάνη η οποία βρίσκεται σε ένα ύψωμα του ελαιουργείου. Από εκεί πέφτουν με χοανοειδείς αγωγούς σε θραυστήρες ή μυλόλιθους. Ακολουθεί η μάλαξη του πολτού της ελιάς, με ανάδευση επί μισή ή μία ώρα σε συσκευές που λέγονται "μαλακτήρες". Εκεί μπορεί να γίνεται και θέρμανση της ελαιόμαζας για να βελτιωθεί η απόδοση σε λάδι. Για καλής ποιότητας ελαιόλαδο η μάλαξη γίνεται "εν ψυχρώ", δηλαδή σε θερμοκρασία δωματίου.
Μετά τη μάλαξη, στα παραδοσιακά πιεστήρια (που πλέον είναι ελάχιστα στην Ελλάδα), με τη βοήθεια ισχυρών υδραυλικών πιεστηρίων, εξάγονται τα υγρά της ελιάς, που είναι μίγμα ελαιολάδου με υδαρή συστατικά του καρπού. Στα σύγχρονα ελαιοτριβεία ο διαχωρισμός των υγρών από τα στερεά γίνεται με φυγοκέντρηση σε συσκευές που ονομάζονται "ντεκάντερ". Το στερεό υποπροϊόν που μένει ονομάζεται "πυρήνας". Τα υγρά που λαμβάνονται από το ντεκάντερ (βασικά μίγμα νερού και λαδιού) οδηγούνται σε έναν ή περισσότερους φυγοκεντρικούς διαχωριστήρες όπου το λάδι διαχωρίζεται από το υδαρές τμήμα λόγω διαφοράς στην πυκνότητα. Τα υδαρή συστατικά που αποβάλλονται ονομάζονται κοινώς "κατσίγαρος" και είναι σκούρου καφέ χρώματος και χαρακτηριστικής οσμής.
Στα ελαιουργεία υπάρχουν επίσης δεξαμενές όπου συγκεντρώνονται οι μούργες και τα νερά του πλυσίματος των ελαιών. Τα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων παλαιότερα απορρίπτονταν στο περιβάλλον, γι' αυτό και τα περισσότερα ελαιοτριβεία ήταν κοντά σε ρέματα ή ακόμα και κοντά στη θάλασσα. Στη σύγχρονη εποχή αυτά τα απόβλητα θεωρούνται μόλυνση για το περιβάλλον και λαμβάνονται διάφορα μέτρα για επεξεργασία τους ή αποθήκευση σε σηπτικές δεξαμενές. Σε ορισμένες περιπτώσεις από τα υγρά απόβλητα με φυγοκέντρηση παράγεται βιομηχανικό ελαιόλαδο που προορίζεται είτε για ραφινάρισμα είτε για βιομηχανική χρήση. Σε κάθε περίπτωση η διαχείριση των υγρών αποβλήτων των ελαιοτριβείων είναι δύσκολη διότι έχουν υψηλό οργανικό φορτίο και δυσοσμία.
Τα στερεά απόβλητα λέγονται κοινώς "πυρήνας". Αυτός αποτελείται από κυτταρινούχες κυρίως ουσίες από το κουκούτσι, τη σάρκα και το φλοιό της ελιάς. Ο πυρήνας περιέχει ένα σημαντικό ποσό ελαιολάδου το οποίο λαμβάνεται με φυσικοχημικές μεθόδους στα πυρηνελαιουργία. Εκεί βασικά γίνεται ξήρανση του υλικού και στη συνέχεια εκχύλιση του ελαιολάδου με οργανικό διαλύτη. Το ελαιόλαδο που παράγεται εκεί, το ακατέργαστο πυρηνέλαιο, είναι ακατάλληλο για βρώσιμο λόγω υψηλής οξύτητας και δυσάρεστης οσμής και γεύσης. Για να γίνει βρώσιμο υφίσταται εξευγενισμό ή "ραφινάρισμα" σε ειδικά εργοστάσια που λέγονται "ραφιναρίες". 
Ο εξευγενισμός είναι μια έντονη χημική διαδικασία που καταστρέφει μεγάλο μέρος από τη γεύση, το άρωμα και ορισμένα χρήσιμα θρεπτικά συστατικά του ελαιολάδου. Το παραγόμενο ελαιόλαδο δεν λέγεται πλέον "παρθένο ελαιόλαδο" και διατίθεται στην κατανάλωση μόνο ως μίγμα με παρθένο. Είναι η κατώτερη από τις κατηγορίες βρώσιμου ελαιολάδου που διατίθενται στην αγορά.
Από την επεξεργασία του πυρήνα απομένει η ξηρή ουσία ή "πυρηνόξυλο" που συνήθως χρησιμοποιείται ως καύσιμο, συχνά επιστρέφοντας στα ελαιοτριβεία τα οποία χρειάζονται αρκετή ενέργεια για θέρμανση του νερού. Ο πυρήνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως λίπασμα ή και ζωοτροφή.
Τα ελαιόλαδα που κυκλοφορούν στο εμπόριο διακρίνονται σε βρώσιμα και σε βιομηχανικά. Τα πρώτα διακρίνονται βασικά σε παρθέναελαιόλαδα και σε απλά ελαιόλαδα. Τα τελευταία είναι τα μίγματα παρθένου ελαιολάδου με εξευγενισμένο ελαιόλαδο ή πυρηνέλαιο. Ανάλογα με το στάδιο ωρίμασης των ελαιών, ορισμένα παρθένα ονομάζονται αγουρέλαια. Η μέση απόδοση από 100 κιλά ελαιών, που κυμαίνεται ανάλογα με την ποιότητα, το έτος και το σύστημα επεξεργασίας, είναι περίπου 10-25 κιλά λάδι, 35-50 κιλά ελαιοπυρήνα και 35-50 κιλά υγρά υπολείμματα.
