以空气为原料，变压吸附制氮技术是在常温下利用O2和N2在吸附剂上的吸附速率的差异或吸附容量不同，采用在高压下吸附，低压下解吸原理来制备的。根据不同性能的吸附剂，制氮的机理也不相同。目前变压吸附制氮均采用碳分子筛（CMS）技术。
碳分子筛是一种内部有很多微孔的物质，用碳分子筛制氮主要是基于氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同，变压吸附的原理就是在一定压力下，利用空气中氧、氮在碳分子微孔中的吸附量的差异，达到氧氮分离的目的。紫压力升高时，碳分子筛吸氧产氮，压力降至常压时，碳分子筛脱附氧气再生。变压吸附制氮设备通常有两只吸附塔，其中一只吸氧产氮，另一只脱氧再生，如此交替循环不断产出氮气。