PSA（变压吸附式）制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附、降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。

碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色。碳分子筛的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率；N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。经过长期的使用，会导致碳分子筛的微孔孔径发生变化；压缩空气中如果含有水分和油也会影响碳分子筛的微孔孔径，从而影响制氮性能，导致氮气纯度下降。所以制氮系统尤其是压缩空气预处理系统（空气压缩机、冷干机、三级高效过滤器、高效除油过滤器等）需要定期保养。