空氣中的主要成分有氮氣和氧氣，并且氮氣的分子直徑遠大于氧氣。如果有一種辦法將氮氣過濾出來，剩下的就是高純度的氧氣了。
利用變壓吸附法即可實現！此方法利用分子篩物理吸附和解吸技術，在加壓時將直徑大的氮分子吸附，剩余直徑小的氧分子通過分子篩被收集起來，經過凈化處理后即成為高純度的氧氣。分子篩在減壓時將所吸附的氮排放回環境空氣中，在下一次加壓時又可以吸附氮氣并制取氧氣，整個過程為周期性的動態循環過程，分子篩并不消耗。制氧機用的分子篩呈粉末狀，是一種在分子水平上篩選物質的多孔材料，主要是由沸石材料構成。正因為它可以在分子水平上過濾不同直徑的氣體，人們將它裝進罐中，做成為分子篩罐。
制氧機按下面的步驟循環工作：
空氣被過濾后進入壓縮機，經過冷凝器，隨后在電磁閥的選擇下，輪流進入分子篩罐1和2。
電磁閥讓高壓空氣只進入分子篩罐1，不進入分子篩罐2；氮分子被分子篩罐1吸附，而氧分子直接通過進入儲氧罐；同時打開分子篩罐2的排氣閥，在低壓下，原來被吸附的氮氣分子被解吸出來，排放到大氣中。
電磁閥讓高壓空氣只進入分子篩罐2，不進入分子篩罐1；氮分子被分子篩罐2吸附，而氧分子直接通過進入儲氧罐；同時打開分子篩罐1的排氣閥，在低壓下，原來被吸附的氮氣分子被解吸出來，排放到大氣中。
儲氧罐中的高純度的氧氣通過流量計對外輸出。
這樣，在分子篩罐1和2輪流工作下，即可輸出恒定的氧氣。
