Kiviõli Keemiatööstuses jaguneb tootmine kolmeks suuremaks üksuseks:
Õlitööstus
Põlevkivi termilise töötlemise käigus saadakse põlevkiviõli, fenoolvett ja madala kalorsusega gaasi.
Töötlemine toimub kahel erineval tehnoloogial:
Kiviter tehnoloogia põhineb (Gaasigeneraatorseade) vertikaalsel silindrikujulistel retortidel, kus toormena kasutatav kindla tükisuurusega (25-125 mm) põlevkivi liigub gravitatsiooni jõul mööda retordi keskmist sektsiooni. Põlevkivi orgaanilise aine lagundamiseks juhitakse põlevkivi kihist läbi kuuma suitsugaasi, mida saadakse põlevkivigaasi põletamisel sama retordi teises sektsioonis. Protsessi tulemusena tekkinud õli aur ja madala kütteväärtusega uttegaas juhitakse kondensatsioonisüsteemi;
Tahke soojuskandjal tehnoloogia (TSK) kasutab horisontaalset pöörlevat silindrilist retorti, kus toormena kasutatakse peenfraktsioonilist (kuni 25 mm) põlevkivi ja kus orgaanilise aine termilist lagundamist saavutatakse kuuma põlevkivituha otsesel segamisel põlevkiviga. Protsessi tulemusel saadakse õliauru ja kõrge kütteväärtusega gaasi.
Kahe tehnoloogia paralleelne kasutamine võimaldab suurendada paindlikkust tooraine kasutamisel – kasutatakse ära põlevkivi fraktsiooni suuruses 0-125 mm, seejuures Kiviter protsessi toormest väljasõelutud peene fraktsiooniga toorainet saab kasutada TSK protsessis.
Õlitootmisel tekkivast utteveest eraldatakse fenoolid, mis kaubastatakse edasiseks töötlemiseks.
Energiatööstus
Soojus- ja elektrienergia tootmisüksuses töötab viis aurukatelt ja kaks turbogeneraatorit. Ettevõte varustab soojusenergiaga ka Kiviõli linna.
Kiviõli Keemiatööstuses toodetakse soojust ja elektrienergiat koostootmise protsessis ning selleks kasutatakse põlevkivi, uttegaasi ja põlevkiviõli. Soojusenergiat kasutatakse põlevkiviõli tootmisprotsessis ja müüakse ka kohalikule kaugkütte võrguettevõtjale edasimüümiseks tarbijatele.
Ettevõtte soojuselektrijaam ei ole orienteeritud ainult elektri- ja soojuse koostootmisele, selle põhieesmärk on utiliseerida uttegaas selle õhku paiskamise asemel ning saada gaasi põletamisest soojus- ja elektrienergiat. Põlvkivi tootmisel tekkiva uttegaasi kogus on aastaringselt konstantne. Selle utiliseerimiseks tuleb suvise soojustarbimise miinimumi ajal toota enam elektrienergiat ning talvise koormusmaksimumi ajal rohkem soojusenergiat.
Mäetööstus
Ettevõtte põlevkivi kaevandamine toimub Põhja-Kiviõli II põlevkivikarjääris, kus kasutatakse selektiivset kaevandamist ilma kaevise rikastamiseta raskes suspensioonis. Selektiivset kaevandamist aitavad ellu viia Wirtgen freeskombain SM 2500 ning Komatsu moodsad buldooserid, ekskavaatorid ja laadurid.
Kaevandamine on jagatud etappideks. Esimeseks etapiks on ettevalmistus, mille käigus toimuvad planeerimine ning ettevalmistustööd näiteks metsa raadamise ja veekõrvalduse näol. Seejärel toimuvad katenditööd, kus kõigepealt eemaldatakse buldooserite abil pehme katend ning muld. Viimane ladustatakse korrastamise tarbeks eraldi aunadena. Pärast pehme katendi teisaldamist toimub kaljuse katendi (lubjakivi) raimamine, mida tehakse mehaaniliselt või vajadusel puur-lõhketööde abil. Misjärel toimub juba põlevkivi selektiivne kaevandmine (põlevkivikihid kaevandatakse eraldi lubjakivist). Väljatav kaevis purustatakse ja sõelutakse. Saadav tehnoloogiline põlevkivi, tükisuurusega 25-125 mm kasutatakse ära generaatorseadmes, peenpõlevkivi tükisuurusega 0-25 mm kasutatakse tahke soojuskandjaseadmes või müüakse teistele energeetikasektori ettevõtetele. Pärast põlevkivi kaevandamist toimuvad korrastamistööd, mis jagunevad tehnoloogiliseks ja bioloogiliseks. Tehnoloogilise korrastamise käigus tasandatakse kaevandamise käigus tekkinud vaalud ning valmistatakse maapind ette bioloogiliseks korrastamiseks. Bioloogilise korrastamise käigus toimub põhiliselt metsa istutamine vastavalt korrastamisprojektis ettenähtule.
Lisaks põlevkivikaevandamisele omab ettevõtte kahte kaevandamisluba kruuskarjäärides – Moldova kruusakarjäär ja Kolustre kruusakarjäär.