大型空气分离设备一般设计的较高为的是能让氧、氮等气体能在爬升与下降的过程中充分置换热量，得以精馏，精馏的原理是氮气和氧气相对挥发度不一样，一级一级进行置换，从而达到提纯的目的。
制氧机可分为两种类型：一、工业制氧机 二、家用制氧机
工业制氧机的原理是利用空气分离技术，首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液脱离，再进一步精馏而得；工业制氧方面对于中小规模的制氧需求，也有使用变压吸附制氧的，包括PSA制氧及VPSA制氧工艺。工作原则是利用高效的氮氧分离吸附剂吸附氮气，吸附一定时间进行解吸再生，周期性操作，两塔或者更多吸附塔并联，达到连续产氧的目的。
家用制氧机工作原理：利用分子筛物理吸附和解吸技术，制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。家用制氧机中分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。