當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜后，在膜的滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側被富集，從而達到混合氣體分離的目的。
膜空分制氮以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設備相比它具有結構更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護量更少、產氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點，它特別適宜于氮氣純度≤98%的中、小型氮氣用戶，有功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規(guī)格的PSA制氮機相比價格要高出15%以上。
制氮機的組成：
一、空氣儲罐：
空氣儲罐主要是降低氣流脈動并且起到了緩沖的效果，
二、縮空氣凈化組件：
這一部分在整體設備里是比較重要的，空氣首先進入的就是這個設備，然后通過部件過濾油塵和水，然后進行深度的凈化，可以推出油水和雜質。
三、氮氣緩沖罐：
制氮機系統當中氮氣緩沖罐的運用是必不可少的，用來均衡氧氣壓力和純度的設備，能夠保證氮氣的連續(xù)穩(wěn)固輸入。
橡膠輪胎行業(yè)專用制氮機適用于橡膠及輪胎生產硫化過程中的氮氣保護、成型等領域。特別是在全鋼子午線輪胎生產中，用氮氣硫化新工藝已逐步取代蒸汽硫化工藝。具有氮氣純度高、連續(xù)性生產、氮氣壓力較高等特點。
食品行業(yè)專用制氮機適用于糧食綠色倉儲、食品充氮包裝、蔬菜保鮮、酒類封（罐）裝和保存等。
