空氣分離的基本原理是利用低溫精餾法，將空氣冷凝成液體，按照各組分蒸發溫度的不同將空氣分離。雙級精餾塔在上塔頂部和底部同時獲得純氮氣和純氧氣；也可以在主冷的蒸發側和冷凝側分別取出液氧和液氮。精餾塔中空氣分離分為兩級，空氣在下塔進行*次分離，獲得液氮，同時得到富氧液空；富氧液空被送向上塔進行精餾，獲得純氧和純氮。上塔又分為兩段：以液空進料口為界，上部為精餾段，精餾上升氣體，回收氧組分，提純氮氣純度，下段為提餾段，將液體中的氮組分分離出來，提高液體的氧純度。