延迟焦化渣油以很高的流速通过加热炉的炉管，将渣油加热到500℃左右，立即进入一座数十米高的焦化塔，渣油在焦化塔内靠自身带入的热量进行焦化反应，从塔顶排出大量的汽一液产品，残留下焦炭，焦炭的数量占入塔渣油量的10％～20％。延迟焦化装置一般是一台加热炉配备两座焦化塔，加热到指定温度的渣油进入两座焦化塔中的一座，当焦炭在焦化塔内生成和积累到一定高度，即将热渣油切换到另一座焦化塔中。对于焦化塔外的汽一液产品回收分馏系统而言，是连续生产的，对于两座焦化塔而言，只有一座处于焦化生产状态，另一座则处于出焦或准备状态。渣油在焦化塔内的焦化时间约需24h，视渣油性质及循环比的大小，每塔处理量有所区别，用水力除焦设备(压力高于10MPa的高压水)切割及卸出塔内生成的焦炭。
延迟焦化的原料主要有减压渣油(直馏渣油)、二次加工渣油(如热裂化渣油、催化裂化渣油、轻油裂解渣油、石油沥青)，有时直接使用原油。石油焦的质量首先与原油或渣油的成分及特性有关，各种原油的性质不同，所以经过蒸馏加工后得到的渣油性质也不一样，就是同一种原油经过不同的加工装置后，渣油的性质也有很大差异。中国延迟焦化原料多数为减压渣油，其密度都小于1，结焦值不大，由于减压渣油中胶质及沥青质含量高，而芳烃的含量少，焦化时大多生成蜂窝状或海绵状结构(也有少量的低级针状焦生成)，因此这种石油焦的石墨化后电阻率较高及热膨胀系数较大。一般延迟焦化工艺生产的延迟焦挥发分含量高达10％～15％、粉焦多，而且焦炭的机械强度较低。
石油焦是精炼原油得到的副产品，原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的渣油及石油沥青，都可以作为制造石油焦的原料，再经焦化后就得到生石油焦。生石油焦的产量大约不到所用原油量的5%。美国生石油焦的年产量约3000万t。生石油焦中的杂质含量高，不能直接用作增碳剂，必须先经过煅烧处理。
生石油焦有海绵状、针状、粒状和流态等品种。