空分原理是基於低溫精餾技術，將空氣冷凝成液體，然後利用空氣中各組分（如氧氣、氮氣、氦氣和氬氣）的沸點不同來分離這些組分的過程。
在空分過程中，首先將壓縮後的空氣通過預處理系統，去除水分、二氧化碳等雜質。隨後，經過冷卻系統，空氣被冷凝成液體。在這一階段，空氣中的氮氣（沸點更低）首先蒸發，而氧氣則留在液相中。接著，液態空氣通過精餾塔進一步分離，利用氮氣和氧氣沸點的差異，最終實現兩者的有效分離。
此外，空分過程還包括使用分子篩吸附法來進一步純化空氣，提高氧氣和氮氣的純度。這一過程廣泛套用於工業領域，如冶金、化工、石油等，以提供高純度的氧氣和氮氣等產品。