變壓吸附制氧機是以沸石分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氧氣的自動化設備。沸石分子篩是一種經過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內部布滿微孔的球形顆粒狀吸附劑，呈白色。其孔型特性使其能夠實現O2、N2的動力學分離。沸石分子篩對O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別，N2分子在沸石分子篩的微孔中有較快的擴散速率，O2分子擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴散同氮相差不大。最終從吸附塔富集出來的是氧氣分子。

空氣經空壓機壓縮后，經過除塵、除油、干燥后，進入空氣儲罐，經過空氣進氣閥、左進氣閥進入左吸附塔，塔壓力升高，壓縮空氣中的氮分子被沸石分子篩吸附，未吸附的氧氣穿過吸附床，經過左產氣閥、氧氣產氣閥進入氧氣儲罐，這個過程稱之為左吸，持續時間為幾十秒。左吸過程結束后，左吸附塔與右吸附塔通過均壓閥連通，使兩塔壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續時間為3~5秒。均壓結束后，壓縮空氣經過空氣進氣閥、右進氣閥進入右吸附塔，壓縮空氣中的氮分子被沸石分子篩吸附，富集的氧氣經過右產氣閥、氧氣產氣閥進入氧氣儲罐，這個過程稱之為右吸，持續時間為幾十秒。同時左吸附塔中沸石分子篩吸附的氧氣通過左排氣閥降壓釋放回大氣當中，此過程稱之為解吸。反之左塔吸附時右塔同時也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氮氣完全排放到大氣中，氧氣通過一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內的氧氣吹出吸附塔。這個過程稱之為反吹，它與解吸是同時進行的。右吸結束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環進行下去。