膜分离的核心是利用了空气中不同组分在膜纤维壁（高分子材料）的扩散系数大小不同而达到气体分离的物理过程。高分子材料被制成如头发丝粗细的中空的纤维膜丝，气体在膜纤维丝中空内部通过时，不同组分的气体在纤维壁上的渗透速度不同，导致渗透量不一，通过一定长度的膜纤维的选择性渗透，在膜纤维的末端得到需要纯度的氮气（90~99.99%），膜纤维侧壁渗透出排放的富氧气体，富氧的浓度可达40%左右

变压吸附制氮机基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同压力下有不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组分又有选择吸附的特性。在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附除去原料气中的杂质组，减压脱吸这些杂质而使吸附剂获得再生。

经变压吸附（PSA）或膜系统制得的粗制氮气与少量氢混合后，在填装有金属钯脱氧催化剂的反应器中残氧与氢反应生成水蒸气，随后经一后冷却器使大部分水蒸气冷凝下来，并经过高效水分离器除去冷凝水，再进入吸附式干燥器可使产品气露点达到-70℃以下，产品气纯度通过分析仪连续进行在线监测。