氮气发生器利用氮气与分子筛中其他气体分子的吸附能力差异，形成浓度差的积累，在分子筛柱末端产生高纯氮气。然后使用两个分子筛柱，其中一个为另一个吸收和导出部分产品气，从而实现分子筛的在线再生。总体表现为仪器持续输出高纯氮气。原理是以空气为原料，经压缩净化后，进入空气缓冲罐缓冲上游压力变化引起的波动，自下而上流经装有CMS的吸附塔，期间氧分子吸附在CMS表面，氮气从吸附塔上端流出，进入氮气缓冲罐。一段时间后， 吸附塔中的CMS被吸附的氧饱和，需要再生，这是通过停止吸附步骤和降低吸附塔的压力来实现的。两个吸附塔交替吸附和再生。
该仪器采用进口碳分子筛作为吸附剂，在常温下利用变压吸附原理分离空气制取高纯氮气。通常两个吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和减压再生，完成氮氧分离，获得所需的高纯氮气。
氮气纯度不达标时，可以先考虑以下问题。
1.分子筛的性能。分子筛是氮气发生器的核心部件，其性能与氮气的纯度密切相关。同时，需要根据实际氮气流量和纯度计算出合适的分子筛装填量。操作不当可能导致碳分子筛粉化，是碳分子筛松动，压力松动造成的。在仪器的生产和组装过程中，由于粗心大意，没有将碳分子筛压紧，碳分子被洗成粉末，从氮气出口或消声器出口排出。有些压紧装置是用气缸压紧的，气缸的下限报警说明碳分子筛没有及时加入， 导致碳分子粉碎。仪器使用过程中振动或设备移动引起的吸附塔结构故障，如吸附塔管道脱焊、碳分子外流、碳分子筛松动粉化等。
2.气体原料的质量。气体被压缩后会进入空气缓冲罐，所以如果压缩空气中含有水蒸气和油雾，这些会堵塞分子筛的微孔，严重影响分离效果和CMS的使用寿命。因此，获得高纯度的氮气和保证高质量的空气是非常重要的，滤芯需要定期检查或更换。
3.吸附塔的工作时间和工作周期长，即阀门的切换时间间隔长，有利于降低仪表能耗，节约空气原料，但纯度也会受到周期长的影响，分子筛会饱和。