膜分離出氮是依靠不同氣體在膜中溶解和擴散係數的差異而具有不同的滲透速度而實現氣體分離。利用選擇滲透原理來生產高純度的氮氣。各種氣體組分在膜中溶解和擴散，形成自身特有的滲透速率。氧氣是快氣，它很快溶解透過膜壁，此時氮氣仍然沿纖維絲內腔流動，形成富氮氣流。富氧氣流，或滲透氣，以大氣的壓力從膜中滲透出來而放空。