Les huiles essentielles sont extraites par 2 types de procédés :

- soit par distillation des végétaux et entraînement par la vapeur d’eau :
les substances aromatiques sont entraînées par la vapeur d’eau dans une enceinte close : l’alambic. La vapeur entraîne les molécules aromatiques à travers un serpentin de refroidissement et redevient ainsi liquide. L’eau florale ainsi obtenue se sépare de l’huile essentielle : l’huile étant plus légère (en général) reste à la surface et peut être facilement recueillie.

- ou par expression (pour les agrumes) : les poches sécrétrices du zeste de l’agrume sont brisées mécaniquement par pression à froid ce qui permet d’en recueillir l’essence.
Pour les agrumes on parle en effet d’"essence", obtenue par simple expression, l’huile essentielle correspondant à l’essence distillée.

Le produit obtenu est un mélange de substances volatiles, et non un mélange de corps gras comme sa dénomination d’"huile" laisse penser. La plupart des huiles essentielles sont incolores ou jaunes, avec des nuances très variées allant du jaune verdâtre au brun rouge.

Le rendement de ces procédés dépend de chaque espèce végétale et peut être pour certaines plantes extrêmement faible, variant de 3 grammes à 3 kg d’huile essentielle pour 100 kg de plante utilisée.
Par exemple, 200 g d’huile essentielle de camomille contre 1 kg d’huile essentielle de genièvre sont obtenues à partir de 100 kg de plantes.
Ce faible rendement explique le prix élevé de certaines huiles et la tentation de les falsifier en les mélangeant avec d’autres molécules, d’autres huiles essentielles ou des molécules de synthèse.