Os óleos essenciais, também conhecidos como óleos voláteis ou óleos etéreos ou essências, são compostos presentes em diversos órgãos das plantas e podem ser obtidos através da destilação por arraste com vapor d’água ou da compressão de pericarpos de frutos cítricos. Consistem numa mistura de substâncias sólidas, líquidas e outras voláteis, quimicamente complexas e variáveis na sua composição, constituindo-se numa importante matéria-prima para as indústrias farmacêuticas, perfumaria e de alimentos. No eucalipto, os óleos essenciais concentram-se predominantemente nas folhas, onde são produzidos em pequenas cavidades globulares (glândulas), envolvendo de 50 a 100 ou até mais compostos orgânicos voláteis, dentre os quais destacam-se os hidrocarbonetos (compostos químicos formados apenas por Carbono e Hidrogênio), alcoóis, aldeídos, cetonas, ácidos e ésteres. Em função de seu uso final, os óleos essenciais do eucalipto  podem ser agrupados em três categorias: óleos medicinais, óleos industriais e óleos para perfumaria.

Os métodos de destilação pela água ou pela vaporização são os mais utilizados e oferecem resultados satisfatórios para diversas espécies. A destilação tem por finalidade separar a parte volátil do óleo essencial da massa restante não volátil, que permanece nas partes da planta. A operação é simples e consiste da utilização de um destilador, lançando-se nele uma mistura do material e uma porção de água, elevando-se a temperatura até atingir a ebulição. O vapor resultante é conduzido para um condensador onde é arrefecido e convertido na sua forma líquida, contendo água e pequena quantidade de óleo essencial. Em função de densidades diferentes, formam-se duas camadas bem distintas - óleo e água - perfeitamente separáveis.

Quanto à composição química, qualitativa e quantitativa, os óleos essenciais do eucalipto são misturas mais ou menos complexas e variam de acordo com a espécie, tipo e idade da folha, condições ambientais (clima, solo, luz, calor, umidade) e com o tipo de processo de extração. Nesses óleos, predominam os hidrocarbonetos terpênicos monoclínicos, classe de hidrocarbonetos não saturados encontrada nas resinas e óleos essenciais), derivados do isopreno (líquido incolor, de cheiro penetrante, utilizado na preparação de elastômeros, de propriedades físicas parecidas com as da borracha sintética).

Aproximadamente vinte espécies de eucalipto são cultivadas no mundo, para a extração dos óleos essenciais. No Brasil, apenas três espécies de eucalipto têm sido empregadas para esse fim, são elas: E. globulus (medicinais), Corymbia citriodora (denominação atual do E. citriodora) e E. staigeriana (perfumaria), tendo como componentes predominantes, respectivamente, o cineol, citronelal e citral a+b.

O sistema de manejo tradicionalmente utilizado nos plantios destinados à produção de óleos essenciais é o de talhadia, que consiste no corte raso da planta e na condução da brotação de cepas. Esse sistema é amplamente utilizado para C. citriodora. A coleta de folhas, pela desrama artificial, é iniciada aos 18 meses de idade, quando as plantas apresentam altura entre 2 a 4 m, com a retirada aproximada de dois terços da parte inferior das copas das árvores, em intervalos de um ano entre coletas. Dependendo das condições de clima e solo e de crescimento das plantas, o intervalo de coleta de folhas poderá ser reduzido. O corte raso das árvores é feito geralmente aos 4 ou 5 anos de idade, quando o porte dessas torna-se muito alto dificultando a coleta de folhas. A condução das touças, após o corte raso da árvores, deve ser feita, deixando-se de 2 a 4 brotos vigorosos por cepa, esperando o tempo necessário para que eles atinjam tamanho adequado para a próxima coleta de folhas. A coleta das folhas deve ser feita no período seco do ano, pois o rendimento em óleo será maior nesse período, em função do teor baixo de umidade nas folhas. Para E. globulus, também são utilizados espaçamentos adensados, sendo mais comum a adoção de 5.000 plantas por hectare e o mesmo sistema de manejo descrito anteriormente.

O sistema mecanizado é adotado quando se deseja aumentar o rendimento operacional da coleta de folhas. O plantio adensado é feito considerando-se entre 4.000 a 8.000 plantas por hectare. A primeira coleta de folhas também se dá aos 18 meses de idade, com intervalos aproximados de um ano entre coletas, dependendo do desenvolvimento das plantas e produção de folhas. Para o corte das árvores, utiliza-se um trator com serra circular acoplada que, ao longo das linhas de plantio, efetua o corte a uma altura de 30 cm do solo. O sistema mecanizado traz as vantagens de maior rendimento da coleta de folhas, redução da mão de obra no campo, obtenção de maior homogeneidade (redução de impurezas) e melhor manuseio do material coletado e, portanto, maior rendimento da destilação, quando comparado ao sistema tradicional de coleta.

A aplicação dos óleos essenciais de eucalipto depende sua composição. O cineol, por exemplo, é utilizado na indústria farmacêutica e de limpeza, enquanto o felandreno na indústria como solvente e na flutuação de minerais. Terpinol e eudasmol são utilizados na perfumaria.

A oportunidade de mercado interno para os óleos essenciais de eucalipto é variável em função da sua oferta no mercado externo, atualmente grande, e da concorrência de produtos sintéticos alternativos, que podem condicionar o seu preço.