从天然资源中提取有机化合物，通常得到的是含有杂质的粗品。工厂生产和实验室合成的有机化合物往往也混有未反应的原料和反应副产物等。进行有机化合物组成、结构、性质和应用的研究，首先要获得纯净的有机化合物。粗品必须经过分离、提纯才能得到较为纯净的物质。提纯含杂质的有机化合物的基本方法是利用有机化合物与杂质物理性质的差异将它们分离。在有机化学中常用的分离和提纯方法有蒸馏、萃取和重结晶等。
蒸馏是分离和提纯液态有机化合物的常用方法。当液态有机化合物含有少量杂质，而且该有机化合物热稳定性较高时，其沸点与杂质的沸点相差较大时（一般大于30℃），可用蒸馏法提纯。
例如，甲烷与氯气发生取代反应得到的液态混合物中含二氯甲烷（沸点40℃）、三氯甲烷（沸点62℃）和四氯化碳（沸点77℃），分离提纯它们的方法就是蒸馏法。实验室常用的蒸馏装置如图所示。
主要仪器：酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、尾接管(牛角管)、锥形瓶(接收瓶)。注意也可能是圆底烧瓶+蒸馏头。
注意温度计水银球的位置，注意冷凝管的类型、进水出水的方向，要加沸石，注意烧瓶的类型。
萃取包括液-液萃取和固-液萃取。液-液萃取是利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。可使用有机溶剂从水中萃取有机化合物，萃取用的溶剂称为萃取剂，常用的萃取剂有乙醚（C2H5OC2H5）、乙酸乙酯、二氯甲烷等。将萃取后的两层液体分开需要进行分液。分液常要使用分液漏斗，通过打开其上方的玻璃塞和下方的活塞可将两层液体分离。固-液萃取是用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。
（1）先检查下端活塞处是否漏水：关闭分液漏斗下端的活塞，向分液漏斗里面注入适量的蒸馏水，观察活塞的两端以及漏斗的下口处是否漏水。
（2）再检查上口玻璃塞处是否漏水：若下端的活塞处不漏水，则关闭上口玻璃塞，左手握住下端的活塞，右手食指摁住上口玻璃塞，倒置，检查是否漏水。若不漏，将玻璃塞旋转180°后再倒置观察，若还是不漏水，则分液漏斗可以使用。
取下上口玻璃塞（或使上口玻璃塞上的凹槽对准颈部的小孔），先旋开旋塞，使下层液体从漏斗管流出后，再把上层液体从上口倒出。
注意分液漏斗的名称，用梨形分液漏斗而不是球形分液漏斗。
注意分液时必须打开上口与大气相通，放液时先下层后上层。
重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法，是利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。一般操作是利用有机化合物在某种溶剂中的溶解度受温度影响较大，加热使其溶解于溶剂中，再降温使其溶解度下降，从而析出该有机化合物的结晶。重结晶的关键包括：（1）选择适当的溶剂。杂质在此溶剂中的溶解度较大或较小，易于除去；被提纯的有机化合物在此溶剂中温度较高时溶解度较大，温度降低时溶解度迅速减小， 冷却后易于结晶析出。（2）样品中杂质含量较少（通常质量分数小于5%）。
如果重结晶所得的晶体纯度不能达到要求，可以再次进行重结晶以提高产物的纯度。
茨韦特的柱色谱实验当时并未引起人们的注意。25年后，德国化学家库恩（R. Kuhn，1900—1967）在分离、提纯胡萝卜素异构体和确定维生素的结构时应用了色谱法，并在1938年获得了诺贝尔化学奖。此后，色谱法成为化学家分离、提纯有机化合物的重要方法之一。人们还开发了纸色谱、薄层色谱、气相色谱和高效液相色谱等多种色谱方法。
