Oliiviöljy on ollut peruselintarvike Välimerellä tuhansia vuosia, ja jotkut satoja vuosia vanhat oliivipuut kantavat edelleen hedelmää. Tämän tuotteen valmistusprosessi on suhteellisen yksinkertainen, varsinkin kun sitä harjoitetaan Kreikan ja Italian maaseudulla. Kaupallinen oliivinjalostus on hieman monimutkaisempaa, mutta se perustuu silti samaan perusperiaatteeseen: oliivien murskaaminen vapauttaakseen sisälle jääneen öljyn. Prosessia voidaan käyttää myös öljyjen poistamiseen pähkinöistä ja jyvistä.
Oliivisato on ensimmäinen askel oliiviöljyn valmistuksessa. Perinteisesti oliivipuita lyötiin käsin hedelmien vapauttamiseksi, vaikka monet jalostajat käyttävät nykyään kaupallisia koneita puiden kuorimiseen. Kun oliivit on poimittu, kello alkaa tikittää: ne on vietävä oliivimyllylle mahdollisimman pian, tai happamuustaso nousee liian korkeaksi ja vaikuttaa lopulta makuun. Kun oliivit on tuotu myllylle, ne poimitaan suurien oksien ja lehtien poistamiseksi ja lähetetään sitten puhdistusaineen läpi, joka poistaa lian, lehdet ja oksat jättäen tavalliset oliivit taakse.
Puhdistetut oliivit ajetaan myllyn läpi, joka muuttaa ne tahnaksi. Perinteisesti valmistettu oliiviöljy käyttää edelleen kivimyllyä oliivien jauhamiseen, vaikka kaupalliset jalostajat ovat kääntyneet suurikokoisiin metallimyllyihin, jotka voivat toimia jatkuvasti. Tuloksena oleva tahna altistetaan malaksaatioprosessille, mikä tarkoittaa, että se sekoitetaan hitaasti niin, että öljypisarat alkavat tarttua muihin seoksen pisaroihin.
Sekoittamisen jälkeen oliivitahnaa paineistetaan nestemäisen öljyn ja veden poistamiseksi hedelmistä jättämällä tahna tai jäämä taakse. Öljy erotetaan vedestä, yleensä sentrifugissa, ja pullotetaan, kun vesi heitetään pois. Saatua oliiviöljyä kutsutaan neitsyeksi, koska se on valmistettu puhtaasti mekaanisella tekniikalla. Oliiviöljyjä, joiden happopitoisuus on alle 1%, pidetään “ekstra -neitsyinä”, ja niillä on yleensä erityisen runsas ja voimakas maku. Ne, joilla on korkeampi happotaso (1–3%), merkitään ”neitsyiksi”.
Puhdistettua oliiviöljyä on käsitelty kemiallisesti happamuuden vähentämiseksi. Joskus oliiveista, joiden on annettu istua liian kauan ennen käsittelyä, muodostuu korkea happoöljy, joka on puhdistettava. Tämä alentaa öljyn arvoa, joten viljelijät yrittävät välttää sitä aina kun mahdollista. Jäännöstä voidaan edelleen käsitellä kemiallisesti, jotta saadaan enemmän oliiviöljyä, joka yleensä sekoitetaan muiden öljyjen kanssa tai jota käytetään esimerkiksi saippuanvalmistukseen.