兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時,由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異,導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體分為“快氣"和“慢氣"。

當混合氣體在驅動力---膜兩側壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。

當以加壓凈化空氣為氣源時，氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產應用，由滲透側排空的為富氧空氣。氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，*高可得到99.9%的純氮。該氮氣發生器可以用于氣相色譜儀做載氣，分析組分成分要求不高的行業。