目前實驗室制氮機主要有兩個工作原理：1.中空纖維膜分離（純度低、體積?。?；2.分離PSA合成分子篩（純度高、體積大）；

根據膜式氮氣分離機的技術原理，所有氣體一般都可以通過聚合物膜。氣體分子首先在膜的高壓側被吸附和溶解，然后通過濃度梯度擴散到膜中，在膜的低壓側進行分析。結果表明，小分子和強極性分子通過速度較快，而大分子和弱極性分子通過速度較慢。膜分離是利用氣體在聚合物膜上的不同透過率來分離氣體。分離驅動是膜兩側氣體的壓差。因此，膜氣分離不存在相變，不需要再生。具有設備簡單、運行維護成本低的優點。

碳分子篩產氮原理：以空氣為原料，碳分子篩為吸附劑，采用轉壓吸附原理，用碳分子篩選擇性吸附氧和氮分離氮和氧，一般稱為轉壓吸附產氮。實驗室PSA制氮機以空氣為原料，碳分子篩為吸附劑。采用psa原理，通過碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附分離氮和氧。與傳統的制氮方法相比，該裝置具有工藝流程簡單、自動化程度高、能耗低、產品純度可根據用戶需求進行大規模調整、操作維護方便、運行成本低、適應性強等優點，在實驗室儀表中具有很強的競爭力。并且越來越受到中小型氮肥用戶的歡迎。