Existem várias maneiras de separar nitrogênio e oxigênio. O primeiro envolve o resfriamento da mistura até -200 graus Celsius e a separação dos gases por meio de um processo denominado destilação fracionada. Alternativamente, os gases podem ser resfriados até -182,95 C, o ponto de liquefação do oxigênio. A esta temperatura, o oxigênio na mistura se liquefaz, enquanto o nitrogênio permanece em sua forma gasosa, porque o nitrogênio se liquefaz a -196 C.
O oxigênio e o nitrogênio são os dois gases mais abundantes na atmosfera e constituem 21% e 78% da atmosfera, respectivamente. Ambos os gases têm utilizações importantes na indústria e na medicina. Para produzir por destilação fracionada, é necessário primeiro separar os outros gases residuais do ar filtrando-os para remover a poeira antes de resfriá-los em estágios até atingir -200 C.
O vapor de água condensa primeiro e pode ser removido usando filtros absorventes. O dióxido de carbono congela a -79 C e é removido. O oxigênio se liquefaz a -183 C, enquanto o nitrogênio se liquefaz a -196 C. A mistura líquida é então passada para o fundo de uma coluna de fracionamento. O nitrogênio líquido ferve primeiro, sobe até o topo da coluna e é canalizado para armazenamento, enquanto o oxigênio se estabelece na parte inferior.
Outro método envolve forçar o ar através das membranas de polímero em forma de tubos ocos da espessura de um cabelo. O oxigênio passa por essas membranas mais rápido do que o nitrogênio. O ar que entra nesses tubos fica gradualmente mais pobre em oxigênio e mais rico em nitrogênio.
