利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜(0.1um)或中空纤维膜时，氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-6倍，从而实现氧氮的分离。
这种方法装置简单，操作方便，启动快，投资少。但它的氧浓度比较低，一般在28%-35%，所以它一般应用在氧气纯度不算高的地方。
它是先将空气通过压缩、膨胀降温，直至空气液化，再利用氧、氮气低温度(沸点)不同，在一定的设备—精馏塔内，氧先变成液体流出，从而进行空气分离，这种方式规模比较大，一般在每小时几千立方以上，设备投资大，生成气体时间长，设备复杂，占地面积大，对操作人员要求高，一般作为大型应用氧设备供应。