目前实验室制氮机主要有两个工作原理：1.中空纤维膜分离（纯度低、体积小）；2.分离psa合成分子筛（纯度高、体积大）；
根据膜式氮气分离机的技术原理，所有气体一般都可以通过聚合物膜。气体分子首先在膜的高压侧被吸附和溶解，然后通过浓度梯度扩散到膜中，在膜的低压侧进行分析。结果表明，小分子和强极性分子通过速度较快，而大分子和弱极性分子通过速度较慢。膜分离是利用气体在聚合物膜上的不同透过率来分离气体。分离驱动是膜两侧气体的压差。因此，膜气分离不存在相变，不需要再生。具有设备简单、运行维护成本低的优点。
碳分子筛产氮原理：以空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用转压吸附原理，用碳分子筛选择性吸附氧和氮分离氮和氧，一般称为转压吸附产氮。实验室psa制氮机以空气为原料，碳分子筛为吸附剂。采用psa原理，通过碳分子筛对氧和氮的选择性吸附分离氮和氧。与传统的制氮方法相比，该装置具有工艺流程简单、自动化程度高、能耗低、产品纯度可根据用户需求进行大规模调整、操作维护方便、运行成本低、适应性强等优点，在实验室仪表中具有很强的竞争力。并且越来越受到中小型氮肥用户的欢迎。
