变压吸附制氧的基本原理是利用空气中的氮气和氧气因压力不同而在吸附剂上吸附性能的差异，选择性地吸附氧气和氮气，吸附氮气和其他杂质，制取氧气。根据吸附和分离的吸附和解吸压力不同，常温变压吸附分离制氧过程通常可分为三个不同的过程。
1、常压解吸变压吸附制氧（PSA-O2）：
类似于空气变压吸附分离制氮的过程，一定压力（0.3 MPa ~0.55MPa）的压缩空气通过空气预处理系统，除去油、粉尘和大部分蒸汽水分，然后洁净空气进入PSA-O2系统吸附塔，在此吸附洁净空气中大部分氮气、二氧化碳和残留水分，而氧气被分离。当吸附塔中吸附的杂质组分达到设定的控制值时，吸附塔的制氧吸附剂通过常压脱附进行再生。在DCS系统的控制下，由两个塔组成的吸附分离系统通过程控阀门的开启和关闭进行循环切换，完成连续制氧。这种氧气生产过程通常被称为PSA-O2过程。
2、真空解吸变压吸附氧气（VPSA-O2）：
低压原料空气（25KPa-39KPa）经鼓风机鼓入，净化除尘后进入吸附塔，吸附塔为两塔或三塔系统，吸附塔的产品气为氧气。空气中的氮气、二氧化碳和水蒸汽被吸附到设定的控制值后，由于吸附压力低，先在常压下解吸，然后用真空泵抽真空，达到一定的真空度，使吸附塔中的吸附剂杂质被完全解吸再生。由两个或三个塔组成的吸附分离制氧系统，在PLC或DCS系统的控制下，循环切换程控阀门，完成连续制氧，通常称为真空解吸变压吸附制氧工艺（VPSA-O2）。
3、真空解吸制氧（VSA-O2）：
低压原料空气（15KPa ~19KPa）经鼓风机鼓入，净化除尘后进入吸附塔，吸附塔为双塔或三塔系统，吸附塔的产品气为氧气。空气中的氮气、二氧化碳和水蒸汽被吸附到设定的控制值后，由于吸附压力低，在常压下解吸，然后用真空泵抽至一定真空度进行真空解吸，使再生吸附塔中的分子筛杂质完全解吸。由两个或三个塔组成的吸附分离制氧系统，在PLC或DCS系统的控制下，循环切换程控阀门，完成连续制氧，通常称为真空解吸制氧工艺（VSA-O2），设备规模较大，经济性较强。
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