Chiết tách dầu đá phiến hay sản xuất dầu đá phiến là một quy trình sản xuất sản phẩm dầu phi truyền thống. Quy trình này biến đổi kerogen trong đá phiến dầu thành dầu đá phiến bằng phương pháp nhiệt phân, thủy phân. Dầu đá phiến thành phẩm được sử dụng giống như dầu thô hoặc được nâng cấp để đạt các tiêu chí nhất định trong quá trình lọc bằng cách thêm vào hydro và loại bỏ các tạp chất như lưu huỳnh và nitơ.
Quy trình chiết tách dầu thường được tiến hành trên mặt đất (quy trình ex situ) từ việc khai thác mỏ đá phiến dầu và xử lý các sản phẩm này trong các cơ sở chế biến. Các công nghệ hiện đại khác có thể chiết tách ngay trong lòng đất (tại hiện trường hay quy trình in situ) bằng cách sử dụng nhiệt và thu dầu thông qua các giếng dầu.
Miêu tả sớm nhất về quy trình này có từ thế kỷ 10. Năm 1684, Vương quốc Anh cấp bằng chứng nhận quy trình chiết tách đầu tiên. Công nghiệp chiết tách và những đổi mới đã phát triển nở rộ trong suốt thế kỷ 19. Nhưng vào giữa thế kỷ 20 ngành công nghiệp này bị lắng chìm khi có những mỏ dầu lớn được phát hiện, tuy nhiên cho đến đầu thế kỷ 21 khi mà giá dầu thô tăng cao đã làm cho nguồn dầu này được chú ý trở lại với những công nghệ mới đang được ứng dụng thử nghiệm.
Đến năm 2010, ngày công nghiệp này đã trụ trong thời gian dài ở Estonia, Brasil, và Trung Quốc. Giá trị kinh tế của nó thay đổi theo tỷ số giá năng lượng đầu vào và giá năng lượng đầu ra. Vấn đề an ninh năng lượng quốc gia cũng đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển của quốc gia đó. Những câu hỏi về rủi ro của ngành công nghiệp này đối với môi trường cũng là vấn đề được nhiều người quan tâm như chất thải, sử dụng lượng nước lớn. Quản lý nguồn nước và ô nhiễm không khí.