Das weitaus wichtigste und in der westlichen Welt alleinige Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid ist das Bayer-Verfahren. Es wurde bereits vor 1900 entwickelt und seitdem stark verbessert und verfeinert.
Der erste Schritt besteht aus der Verarbeitung von Bauxit zu Aluminiumoxid, auch Tonerde genannt. . Dabei zerbricht und zermahlt eine Maschine das Bauxit nass, während verdünnte Natronlauge hinzufügt wird, um den Aufschluss des Bauxits zu ermöglichen. Der Aufschluss erfolgt in Autoklaven, in Gefäßen also, in denen sich Druck und Temperatur erhöhen. Die Aluminiumhydroxide lösen sich dabei unter Bildung von Natriumaluminat. Andere Bestandteile wie Eisen- und Titanoxid fallen ungelöst aus und werden als sogenannter Rotschlamm abgetrennt. Der Name „Rotschlamm“ leitet sich durch die rote Färbung aufgrund des Eisenanteils her.
Durch Abkühlen auf etwa 60 °C scheidet sich reines Aluminiumhydroxid aus dem Natriumaluminat aus. Dieses wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und in einem Drehrohrofen bei 1000 bis 1300 °C dehydratisiert. Es entsteht dabei technisch reines Aluminiumoxid, ein weißes Pulver, das höchstens 0,01–0,03 % Fe₂O₃; 0,01–0,02 % SiO2 und 0,3–0,6 % Na₂O enthält. Aus 2 bis 3 t Bauxit entstehen je nach Qualität 1 t Aluminiumoxid.
Um daraus Reinaluminium zu gewinnen, ist nach dem Bayer-Verfahren ein weiterer Schritt nötig: die Schmelzflusselektrolyse, nach ihren Entdeckern auch „Hall-Héroult-Verfahren“ genannt. Für eine Elektrolyse benötigt eine Aluminiumhütte größere Mengen an Energie, rund 14 kWh pro Kilogramm Aluminium.
Daher ist für die Standortfrage einer Hütte neben günstigen Transportmöglichkeiten für Rohstoffe insbesondere die Verfügbarkeit preisgünstiger Energie von Bedeutung. Da Wasserkraft eine günstige und saubere Energiequelle darstellt, stehen Aluminiumhütten hauptsächlich in Ländern mit überschüssiger Wasserkraft. Hierzu zählen z. B. Kanada, Venezuela oder Brasilien.
