由于各組分具有不同的沸點(diǎn)，液體中的低沸點(diǎn)組分先蒸發(fā)，造成密閉容器中的液相和氣相中組成不同。氣相中低沸點(diǎn)組分的濃度比液相中低沸點(diǎn)組分的濃度大；液相中高沸點(diǎn)組分的濃度比氣相中高沸點(diǎn)組分的濃度大。同理，蒸氣冷卻后有一部分冷凝(即部分冷凝)。冷凝液中高沸點(diǎn)組分的濃度比氣相中高沸點(diǎn)組分的濃度大。

精餾過(guò)程就是多次的部分冷凝和部分蒸發(fā)。這一過(guò)程是在精餾塔中進(jìn)行的。進(jìn)行精餾操作時(shí)，塔頂必須具有下流液體，底部塔釜必須有連續(xù)上升的蒸氣，并使各層塔板氣液接觸，進(jìn)行質(zhì)量和熱量交換，不斷地進(jìn)行部分蒸發(fā)和部分冷凝，從而使上升蒸氣中低沸點(diǎn)組分越來(lái)越濃，從而得到所需要的純氣體;同時(shí)下流液體中高沸點(diǎn)組分越來(lái)越濃,從而得到所需要的純液體。液態(tài)空氣精餾塔中設(shè)置有多層塔板（如篩板塔）。

塔板上氣液接觸時(shí)，上升蒸氣從上一塊塔板下流的溫度較低的液體中獲得冷量，蒸氣中高沸點(diǎn)組分（氧）就部分冷凝而進(jìn)入液體中，液體中的氧組分就增多，而液體則從蒸氣中得到熱量，其中低沸點(diǎn)組分(氮)就被部分蒸發(fā)，而使氣體中氮組分增多。精餾塔的每層塔板是氣、液兩相進(jìn)行質(zhì)量和熱量交換的場(chǎng)所。

精餾過(guò)程就是通過(guò)精餾塔內(nèi)多塊塔板的熱量和質(zhì)量交換作用而實(shí)現(xiàn)的。最終在塔的底部獲得液氧，在塔的頂部得到高純度氣氮。