Minyak nilam dan serai wangi merupakan minyak atsiri utama Indonesia dan penyumbang tertinggi minyak atsiri dunia. Minyak atsiri terdiri dari komponen kimia, yaitu komponen ringan, sedang, dan berat. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan fraksi dan menentukan komposisi kimia serta aktivitas antioksidannya. Alat destilasi spinning band destillation digunakan untuk fraksinasi minyak mentah pada suhu dan tekanan tertentu. Komposisi kimia ditentukan menggunakan GC-MS dan antioksidan ditentukan dengan metode DPPH. Kromatogram GC-MS mendeteksi 20 komponen dalam fraksi minyak nilam dan 35 komponen dalam fraksi minyak serai wangi. Komponen utama fraksi-1 pada minyak nilam adalah α dan β pinene, fraksi-2 adalah βpatchoulene dan α-quaiene, fraksi 3 adalah α dan δ quaiene, fraksi 4 dan 5 adalah patchouli alcohol. Komponen utama fraksi-1 minyak serai wangi adalah limonene dan citronellal, fraksi-2 dan 3 adalah citronellal, dan geraniol dalam fraksi-4 dan 5. Aktivitas antioksidan fraksi minyak nilam tidak berbeda nyata, sedangkan aktivitas antioksidan fraksi-5 minyak serai wangi signifikan lebih tinggi dibandingkan fraksi lainnya. Komponen geraniol dan cardinene dengan gugus phenolnya berkontribusi terhadap aktivitas antioksidan.