利用膜（中空纖維膜）分離法制氮的基本原理是：當兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時, 由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數有差異, 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。當混合氣體在驅動力(膜兩側壓力差) 作用下通過中空纖維膜時, 滲透速率相對快的氣體, 如水、氫氣、硫化氫、二氧化碳等, 快速透過膜進入膜的另一側。而滲透速率相對較慢的氣體, 如甲烷、氮氣、一氧化碳等, 則被膜滯留在這一側而富集, 從而達到使混合氣體分離的目的。一般而言，采用膜分離制氮得到的氮氣純度＜99.9%，可以用在一般的常量分析之中。