氮气发生器的工作原理是分离空气，电解膜的负极侧发生氧化反应，吃掉空气中的氧化性气体，在正极侧还原，空气流过电解池后就只剩下氮气和惰性气体，故国内发生器的纯度大多标有“相对含氧量”，氮气的纯度和空气流速，有效分解面的长度，电解电势的强弱都有关系，这种分离方法也决定了氮气的纯度不可能做的很高。加入电解质的作用就是提高水的导电率，使电化学反应能顺利进行。
氮气的应用范围广，是我们实验室以及工业生产中*的气体，其应用繁多，用量巨大。氮气的供给方式也很多，尤其是液氮使用的多但是存在的致命的隐患。现在使用较多的液质用氮气发生器可取代液氮减少致命隐患。使用氮气发生器，发生器所制氮气即产即用，其流量能满足使用需求，但又不至于对空气中氧气含量造成较大影响。安全可靠，流量稳定，纯度稳定。可提供纯度高达99.9999%的高纯氮气，按需生产，具有液氮塔、杜瓦等传统气源所不具备的许多优点——更便捷（无需重复订购）、安全（没有泄漏或爆炸危险）及经济（没有持续的气体采购成本）的解决方案。
液质用氮气发生器包括氮氧分离系统、氮气缓冲系统、空气储罐系统、电气控制系统等。在这些系统中，氮氧分离系统是制氮设备的主要部件，由两个交替工作的吸附塔(塔内装碳分子筛)和气动阀、节流阀、消音器等组成。根据碳分子筛对空气中主要成分氧气和氮气的吸附速率不同，在液质用氮气发生器加压吸附和降压脱附过程中实现氮氧分离，而加压吸附与降压脱附过程由可编程控制器按一定程序控制电磁阀，并由电磁阀控制相应的气动阀自动运行。
氧氮分离系统：其主体是两个装满碳分子筛的吸附塔，当洁净压缩空气进入一吸附塔时，O2、CO2和微量H2O被碳分子筛吸附，氮气从出口端输出。当一塔在吸附制氮时，另一塔通过减压使吸附在分子筛中的O2、CO2和H2O从微孔中排出，实现分子筛的生脱附。两塔交替进行吸附和生，连续输出氮气，该系统由吸附塔、塔内装填的碳分子筛、气动阀、消声器、节流阀、压紧气缸、压力表等组成。
氮气缓冲系统：其主要作用在于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气。同时，在吸附塔进行生到吸附切换时，它将存储的部分合格氮气回充吸附塔保护床层，另外也有帮助吸附塔升压的作用。该系统由缓冲罐、流量计、粉尘过滤器、调压阀、节流阀、防护阀等组成。
空气储罐系统：保证氧氮分离系统用气平稳，在氧氮分离系统切换时防止瞬间气流流速过快，影响空气净化效果，提高进入吸附器的压缩空气品质，有利于延长分子筛的寿命。该系统由空气储罐、防护阀、截止阀、球阀、压力表等组成。
电气控制系统：其作用是设备启停操作、工作状态指示灯显示、故障声光报警指示、纯度显示和按设定程序驱动气动阀。液质用氮气发生器的电气控制系统由可编程序控制器CPU、气源三联件、电磁阀、指示灯、微氧仪等组成，主要集中安装于电控柜。