Alyvuogių aliejus buvo pagrindinis Viduržemio jūros regiono maistas tūkstančius metų, o kai kurie šimtų metų senumo alyvmedžiai vis dar veda vaisius. Šio gaminio gamybos procesas yra gana paprastas, ypač kai jis naudojamas Graikijos ir Italijos kaimo vietovėse. Komercinis alyvuogių apdorojimas yra šiek tiek sudėtingesnis, tačiau jis vis tiek remiasi tuo pačiu pagrindiniu principu: alyvuogės susmulkinamos, kad išsiskirtų viduje įstrigęs aliejus. Šis procesas taip pat gali būti naudojamas aliejui išgauti iš riešutų ir grūdų.
Alyvuogių derliaus nuėmimas yra pirmasis žingsnis gaminant alyvuogių aliejų. Tradiciškai alyvmedžiai buvo mušami rankomis, kad būtų išleisti vaisiai, nors daugelis perdirbėjų šiandien naudoja komercines mašinas medžiams nuplėšti. Nuskynus alyvuoges, pradeda tiksėti laikrodis: jas reikia kuo greičiau atnešti į alyvuogių malūną, nes kitaip rūgštingumas pakils per aukštai, o tai galiausiai paveiks skonį. Atvežtos į malūną alyvuogės nuskinamos, kad būtų pašalintos stambios šakos ir lapai, o tada siunčiamos per valiklį, kuris pašalina nešvarumus, lapus ir šakeles, paliekant paprastas alyvuoges.
Išvalytos alyvuogės paleidžiamos per malūną, kuris paverčia jas pasta. Tradiciškai gaminamas alyvuogių aliejus alyvuogėms malti vis dar naudojamas akmeninis malūnėlis, nors komerciniai perdirbėjai pradėjo naudoti didelio tūrio metalines malūnėles, kurios gali veikti nuolat. Gauta pasta yra veikiama malaksacijos proceso, o tai reiškia, kad ji lėtai maišoma, kad aliejaus lašeliai pradėtų prilipti prie kitų mišinio lašelių.
Sumaišius alyvuogių pasta spaudžiama, kad iš vaisių išskirtų skystas aliejus ir vanduo, paliekant pasta arba išspaudas. Aliejus atskiriamas nuo vandens, dažniausiai centrifugoje, ir išpilamas į butelius, kol vanduo išpilamas. Gautas alyvuogių aliejus vadinamas grynu, nes jis gaminamas naudojant grynai mechaninę techniką. Alyvuogių aliejai, kurių rūgščių kiekis išmatuotas mažesnis nei 1 %, yra laikomas „ekstra virgin“ ir paprastai turi ypač sodrų ir intensyvų skonį. Tie, kurių rūgšties lygis didesnis (1–3%), yra paženklinti „nekaltu“.
Rafinuotas alyvuogių aliejus buvo chemiškai apdorotas, siekiant sumažinti rūgštingumą. Kartais iš alyvuogių, kurioms prieš perdirbimą buvo leista stovėti per ilgai, gaunamas rūgštus aliejus, kurį reikia rafinuoti. Tai mažina aliejaus vertę, todėl ūkininkai, kai tik įmanoma, stengiasi to vengti. Išspaudas galima toliau chemiškai apdoroti, kad išgautų daugiau alyvuogių aliejaus, kuris paprastai maišomas su kitais aliejais arba naudojamas tokiems procesams kaip muilo gamyba.