原理是利用不同氣體透過分離膜的速度差別，在透過側富集透過速度快的氣體組分，透過膜速度慢的氣體組分則殘留在進料側，也得到了富集。不同的高分子膜對不同種類的氣體分子的透過率和選擇性不同，因而可以從氣體混合物中選擇分離某種氣體。如從空氣中收集氧，從合成氨尾氣中回收氫，從石油裂解的混合氣中分離氫、一氧化碳等。