Tüpraş bünyesinde Türkiye'nin farklı bölgelerine yayılmış toplam dört adet ana petrol rafinerisi bulunmaktadır. Bunlar Kocaeli'de bulunan İzmit Rafinerisi, İzmir'in Aliağa ilçesinde yer alan İzmir Rafinerisi, Kırıkkale'deki Orta Anadolu Rafinerisi ve Batman'da faaliyet gösteren Batman Rafinerisidir. Her bir rafineri farklı kapasitelere, ham petrol işleme teknolojilerine ve Nelson Karmaşıklık İndekslerine sahip olup, ülkenin akaryakıt ürünleri talebini dengeli bir şekilde karşılamak için koordine bir şekilde çalışmaktadır.