变压吸附VPSA制氧系统来自空气压缩机的压缩空气，首先进入冷干机脱除水分，然后进入由两台吸附塔组成的PSA制氧装置，利用塔中装填的专用分子筛吸附剂选择性地吸附掉N2、CO2等杂质气体组分，而作为产品气O2将以25%-95%的纯度由塔顶排出。

在降压时，吸附剂吸附的氮气解吸出来，通过塔底逆放排出，经吹洗后，吸附剂得以再生。完成再生后的吸附剂经均压升压和产品升压后又可转入吸附。两塔交替使用，达到连续分离空气制氧的目的。

沸石分子筛最初在工业上主要用于空气干燥和氢气纯化。后才开发用于空气制氧或制氮，后逐渐开发成功用碳分子筛，或用沸石分子筛的真空变压吸附法，从空气中制氧或氮，实现了用单床PSA法吸附制取医用氧。

吸附分离是利用吸附剂只对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。为了促进这个过程的进行，常用的有加压法和真空法等。分子筛变压吸附分离空气制取氧的机理，一是利用分子筛对氮的吸附亲和能力大于对氧的吸附亲和能力以分离氧，氮；二是利用氧在碳分子筛微孔系统狭窄空隙中的扩散速度大于氮的扩散速度，使在远离平衡的条件下可分离氧氮。

变压吸附法制氧，氮在常温下进行，其工艺有加压吸附/常压解析或常压吸附/真空解析两种，通常选用沸石分子筛制氧，碳分子筛制氮。其氧产量可达8000m3/h。我国的PSA/VPSA制氧设备技术逐渐成熟，锂基分子筛因其性能更为稳定、高效，被越来越多的大规模应用，实现装置大型化生产，单套变压吸附装置产量最高可达50000m3/h，氧纯度≥90％，产品氧能耗可达0.32~0.37kw.h/m3