如图所示，碳分子筛对氧和氮的吸附量有很大差异。碳分子筛是一种内部有很多微孔的物质，变压吸附的原理就是在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛微孔的吸附量的差异，达到氧氮分离的目的。

在压力升高时，碳分子筛吸附氧气，压力降至常压时，碳分子筛脱附氧气再生。变压吸附制氮设备通常由两只吸附塔组成，一只吸氧产氮，另一只脱氧再生，如此交替循环不断产出氮气。