高純制氧機的工作原理是基于空氣分離技術，最常見的是利用分子篩吸附劑的PSA技術。在PSA過程中，壓縮空氣被送入裝有分子篩的吸附塔，分子篩對氮氣有較強的吸附能力，而氧氣則可以穿過。通過周期性地改變壓力，使得氮氣在高壓下被吸附，而在低壓下釋放，從而實現氧氣與氮氣的分離。這一過程類似于海綿吸水的過程，海綿能夠吸收水分而讓沙子留在外頭，只不過分子篩吸附的是氮氣而非水分。
高純制氧機的主要組成部分包括空氣壓縮機、空氣干燥器、吸附塔、氧氣儲罐和控制系統等。空氣壓縮機提供所需的壓縮空氣；空氣干燥器去除空氣中的水分，保證分子篩的吸附效率；吸附塔是實現氧氣和氮氣分離的核心部件；氧氣儲罐用于儲存產生的高純氧氣；控制系統則負責整個設備的自動化運行。 在應用領域，高純制氧機廣泛應用于醫療保健、工業生產、深海潛水、航空航天等行業。在醫療保健領域，高純氧氣對于重癥患者的救治至關重要，如在高原地區，制氧機可以為高原病患者提供必要的氧氣支持。在工業生產中，高純氧氣常用于焊接、切割金屬，提高生產效率和質量。深海潛水員攜帶的高純氧氣可以延長潛水時間，提高潛水安全性。航空航天領域，高純氧氣則是宇航員生存和火箭發動機燃燒*部分。
舉例來說，假設某醫院需要為患者提供99.5%純度的氧氣，那么高純制氧機就能夠連續不斷地生產出符合要求的氧氣。如果將這個過程比作是制作果汁，那么制氧機就像是一臺精密的榨汁機，能夠將空氣中的“果汁”——氧氣，從其他成分中提取出來，并且保持其原有的新鮮和純凈。
