气-气混合物可以通过分馏液化气混合物来进行分离，比如液态空气，或者让气体混合物通过一系列薄膜来分离。这些薄膜是由一束束空心的聚合物管组成的。气体可以通过它们扩散。聚合物膜上的小孔的大小决定了哪些气体微粒(分子)可以很容易地通过，哪些不易通过。

大多数类型的膜对于氧气的渗透性要比对于氮气的渗透性好。这是由分子大小决定的。通过薄膜的氧气分子和氮气分子的数目之比取决于膜的选择性，这个比例至少应该在4。

这个比例叫做膜的选择性或分离因子。这意味着在实际中，气体必须通过很多张膜才能达到尽可能完全的分离。下面的表中是各种高聚物膜对于氮气/氧气混合物的选择性。可以通过增加压力(从0.7MPa到10MPa)和提高温度(从室温提高到95°C)来提高分离速度。这些膜对于氧气的渗透性总是好于对于氮气的渗透性:氧气分子的体积(22.467 ų )比氮气分子的体积(23.647 ų )要小。在图的左下部，引入的空气混合物被压缩(A)，通过一个调整仪(B)被引入薄膜分离器(C)。在分离器的底部(D)，氧气被富集，空气被排走。在分离器的顶部，经由调整仪(E)排放出几乎是纯净的氮气。