油气分离系统一般是由油气桶的一次分离和油气分离器的二次分离组成。从空压机主机排气口出来的夹杂着大大小小油滴的油气混合物进入油气桶进行第一次分离，经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下油集聚在油分芯底部，然后通过底部凹处二次回油管进口再返回到主机润滑油系统进行循环工作。

而含有油雾(直径1um以下悬浮油微粒)的压缩空气则必须通过油气分离滤芯的微米及玻纤滤料层过滤进行第二次分离。

油气分离系统简单来说就是除去压缩空气中的固态尘埃、油气粒子和液态物质的装置。通过碰撞过滤等手段，从而使空压机排出更加纯净无油的压缩空气。
空压机空气滤芯、油水分离、油气分离滤芯为空压机的配套产品。