いったん液体から蒸発した気体が蒸留塔内で凝縮して液体となることなく留出するような蒸留を単蒸留という。連続式の単蒸留はフラッシュ蒸留とも呼ばれている。中が中空の蒸留塔を使用している場合、その蒸留はほぼ単蒸留と見なすことができる。単蒸留では分離能力が低いため、化学工業では精製よりも溶媒の回収などに使用される。また醸造酒から蒸留酒を作る工程はほぼ単蒸留と見なせる。
精製のためには精留が行われる。精留を行うための蒸留塔（精留塔）は気液接触面積を大きくするための工夫がされている。また気液接触を充分に起こさせるために塔の頂上から留出した液の一部を塔内に戻す還流弁が設けられているのが普通である。精留塔は大きくわけて棚段塔と充填塔に分類される。精留塔の性能は理論段数によって評価される。
棚段塔.
棚段塔は塔内に水平な棚板（トレイ）をいくつも設置して区切ったタイプの精留塔である。この区切られた蒸留塔内のそれぞれの空間を段という。各段においては気液の平衡が成立しており、より揮発性の高い成分に富むことになった気相は上の段に送られ、より揮発性の低い成分に富むことになった液相は下の段への流れ落ち、そこでまた気液の平衡が成立する。このようにして塔の上部の段ほど揮発性の高い成分に富み、下部の段ほど揮発性の低い成分に富むことになり、分離性能を向上させることができる。棚段塔は用いている棚板の形式によってさらに細かく分類される。気相が上部へ移動するための細かい穴を多数設けた棚板（シーブトレイ）を用いた多孔板塔や、その穴の部分にキャップを付けて気相が液相を通過するときに泡立たせることで気液接触面積をさらに増やす棚板（バブルキャップトレイ）を用いた泡鐘塔（ほうしょうとう）などがある。棚段塔は安定に運転できる操作範囲が広い、処理能力が大きいというメリットがある反面、塔内の構造が複雑で装置コストが大きい、圧力損失が大きく高真空の蒸留に不向きといったデメリットがある。
棚段塔の構造は以下を考慮して決定される。 気相／液相それぞれの流量は蒸留塔の運転計画によって操作範囲が設定されるのでその全域についての性能を確認する。
充填塔.