Dès le ramassage achevé, les olives sont transportées délicatement au moulin. On compte généralement 4 à 5 kilos d'olives pour obtenir 1 litre d'huile d'olive. Le jour même, elles sont triées pour ôter d'éventuelles saletés (brindilles et feuilles), puis lavées à l'eau froide. L'olive est fragile et doit être manipulée avec soin. Alors les olives sont broyées, immédiatement (pour éviter toute oxydation ou fermentation), avec leurs noyaux qui renferment un antioxydant (conservateur naturel).
Le broyage peut être effectué avec des meules en pierre ou avec un broyeur métallique. Dans ce dernier cas, la pâte doit être malaxée pour faciliter l'extraction. La pâte onctueuse ainsi obtenue est étendue sur des « scourtins » (sortes de disques en paille tressée), empilés les uns sur les autres et pressés à froid par de puissantes presses hydrauliques. De là, s'écoule un mélange d'huile et d'eau végétale (la margine).
Les 2 liquides sont ensuite séparés par décantation ou centrifugation. L'huile, étant plus légère que l'eau, se sépare naturellement et peut ainsi être recueillie. Les matières solides amassées sur les scourtins sont les « grignons d'olive ». L'huile d'olive est aussitôt stockée dans de grandes cuves en inox. Elle peut y rester plusieurs semaines. Elle est ensuite éventuellement filtrée, puis conditionnée.