اين مجموعه از قديميترين پژوهشكدههاي پژوهشگاه صنعت نفت می باشد. وجود نيروي انساني متخصص در كنار تجهيزات و امكانات منحصربه‌فرد آزمايشگاهي و پايلوتي، تجربه و سرمايه گران‌بهايي را در زمينه توليد، بهره‌برداري و توسعه دانش فني فرايندهاي پالايش و فرآورش نفت ايجاد نموده است. ماموريتهای اصلي این پژوهشکده به شرح زير می باشد:
توسعه دانش فني، انتقال و بومي‌کردن فناوري‌هاي پالايشگاهي
استفاده بهينه از نفت خام و فرآوردههاي نفتي
ارزيابي منابع هيدروكربني كشور
ارايه ليسانس و طراحي واحدهاي تحت ليسانس پالايشگاه‌هاي نفت و ميعانات گازي
توسعه دانش فني فرايندهاي فرآورش و انتقال نفت خام
ارتقاي كيفيت نفت‌هاي خام سنگين و ته‌مانده‌هاي قيري حاصل از تقطير
رفع مشكلات فرايندي پالايشگاه‌ها و تاسيسات سطحالارضي توليد نفت خام
تحقيق، پژوهش، سنتز، فرمولاسيون و ارزيابي كليه روان‌كارهاي مصرفي كشور
تهيه بسته مهندسي فرايند (PDP) و بسته طراحي پايه براي تكنولوژي‌هاي پالايش و فرآورش نفت خام
گروه هاي زير مجموعه اين پژوهشكده عبارتند از:
گروه فناوري‌هاي تصفيه و پالايش
گروه فناوري‌هاي تبديل و بهينه‌سازي
گروه مهندسي و فناوري‌هاي پالايش
گروه پژوهش ارزيابي‌هاي تخصصي و استاندارد نفت خام و فرآورده‌ها
