A szüret után az olajbogyó feldolgozásának négy főbb állomása van: a tisztítás, az őrlés, a sajtolás és az elválasztás. Szüret után a bogyó jó esetben néhány órán belül az olajmalomba kerül. (A jó minőségű extra szűz olívaolaj készítésének egyik legfontosabb feltétele, hogy a fáról való leválasztást követő huszonnégy, de leginkább néhány órán belül megtörténjen a bogyók sajtolása.)
Az olajmalomba (trapetum, mola olearia) beérkező bogyók közül először is eltávolítják a szárakat és leveleket, valamint az esetleges egyéb szennyeződéseket. Ezután következik a bogyók vizes tisztítása. Egy liter olívaolaj kinyeréséhez fajtától függőben általában 4-6 kg érett olajbogyóra van szükség, de egy liter magas minőségű, korai, „zöld” szüretből származó extra szűz olívaolajhoz akár 12-13 kg bogyóra is szükség lehet. A tisztítás után azonnal megkezdődik a bogyók összezúzása. A bogyókat módszertől függetlenül, minden esetben maggal együtt őrlik meg.

A hagyományos őrlés hatalmas, függőleges malomkövekkel történik. Az ókori malmokban egyetlen, állati erőivel hajtott kőkorong őrölt. A gyümölcs kb. 30-40 percet tölt a kövek alatt, ezalatt egynemű massza keletkezik, és a felszabaduló olaj cseppekké áll össze, így könnyebbé válik a kinyerése, illetve olyan enzimek szabadulnak fel, amelyek az olaj ízét döntően befolyásolják. A malomkő azonban minden egyes őrlés után alapos tisztítást igényel, mert az akár kis mennyiségben is visszamaradó gyümölcspép erjedésnek indul, így a következő őrlésnél oxidációt indít be az új masszában, ami megint csak íz hiba forrása lehet. Ezután kezdődhet a kinyerés vagy szétválasztás, amelyben a pép három főbb alkotóelemre válik szét: a szárazanyagra (vagy kipréselt olívatörkölyre), az úgynevezett növényi lére és az olívaolajra. Az olajbogyómasszát növényi rostokból, leggyakrabban eszpartó fűből szőtt korongokra viszik fel néhány centiméter vastagon.
A korongokat a közepükön lévő lyukkal ráhúzzák egy rúdra, majd a több tucatnyi korongot kézi (vagy újabban gépi) erővel elkezdik felülről préselni. A kiszoruló zavaros folyadék, amely olaj és növényi lé keveréke, a korongok oldalán folyik le egy gyűjtőbe. A hagyományos sajtolás után az olajat többféleképpen is szét lehet választani a szárazanyagtól és a növényi létől. Egyrészt alkalmazhatnak természetes ülepítést, bár ez manapság már ritka. Ilyenkor az alkotóelemek különböző fajsúlyát kihasználva gyakorlatilag megvárják, amíg az olaj a zöldséglé tetején összeáll, a szárazanyag pedig legalulra ülepszik le. Ez az olajkiválasztás legősibb módja.

A régészet segítségével sokat haladt előre az ókori olajfatermesztés és olajtermelés kutatása. [6.2.2.] A légifotókon jól látszanak az egykori ültetvények, különösen a sík vidékeken. A malmok és olajprések számát terepbejárásokon becslik meg a kutatók. Különösen sok prés maradt fenn in situ Észak-Afrikában, Dél-Spanyolországban, Dél-Franciaországban, Görögországban és Izraelben. Az utóbbi helyről (Maresha környékéről) ismert az emelőkaros-ellensúlyos prés (lever-and-weightpress) legkorábbi példánya, amely a görögökön keresztül Nyugatra is megtalálta az útját: néhány példánya Dél-Galliából is ismert, ugyanakkor egyet sem találtak még belőle Itáliában.

A szorítóprések működéséről Pompeiiben és Herculaneumban fennmaradt falfestmények tanúskodnak. A karos-csavaros prést Plinius szerint Görögországban találták fel a Kr. e. 1. század közepe táján (NH XVIII. 318). A legelterjedtebb az emelőkaros-ellensúlyos és a szorítóprés kombinációjával létrejött olajprés volt, amelyről irodalmi forrásaink is megemlékeznek (Cato: RR XVIII. 19; vö. Plin. NH XVIII. 317).
Egy Ulpianusnál megőrzött Traianus-kori levélben részletesen felsorolják a prések felállításához szükséges anyagokat és alkatrészeket (XIX. 2, 19.2), a kutatók szerint ez esetben is egy emelőkaros-hengeres prés (lever-and-drum press) felszereléséről van szó. A Vettiusok házának (VI. xv. 1) egyik ismert falfestményén a kis cupidók egy ilyen préssel sajtolják a szőlőt. Ez a típus Észak-Afrikában, különösen a Kasserine-régióban volt elterjedt. Ezen a környéken több mint 100 olajprés maradványát találták meg. Általában úgy tartják, hogy egy átlagos méretű présen 2-3000 liter olaj folyt át évente, a nagyobb méretűeken akár 10 000 liter is, ami 200-500 fő éves fogyasztásának felel meg.
A tunéziai magas sztyeppe régióban 1500 km2-en 350 prés volt található, vagyis átlagosan 4 km2-re jutott egy prés. Ezzel szemben Lepcis Magna területén (vagyis 3000-5000 km2-en) kb. 1-10 millió liter (vagyis 1000-10 000 tonna) olajat termeltek évente. Az olajat - eltérően a boroktól, amelyeket hordókban és tömlőkben is szállítottak - kizárólag cserépedényekben (amphorae, dolia) forgalmazták. Ezeknek kutatása is igen fontos ágazata a gazdasági régészetnek. [2.6.2.1.]