當壓縮空氣進入油水分離器后產(chǎn)生流向和速度的急劇變化，再依靠慣性作用，將密度比壓縮空氣大的油滴和水滴分離出來。常見的為撞擊式油水分離器和環(huán)形回轉式油水分離器。壓縮空氣自入口進入油水分離器殼體后，氣流先受隔板阻擋撞擊折回向下，繼而又回升向上，產(chǎn)生環(huán)形回轉。這樣使水滴和油滴在離心力和慣性力作用下，從空氣中分離析出并沉降在殼體底部

而另一種油水分離系統(tǒng)，內部采用不銹鋼絲網(wǎng)聚結填料，殼體用鋼制焊接罐體結構，一般使用壓力為0.1Mpa-2.5Mpa。其原理是利用旋風與不銹鋼絲網(wǎng)捕霧的有機結合，同時采用直接攔截、慣性碰撞、布朗擴散及凝聚等機理，能有效的去除壓縮空氣中的塵、水、油霧，除水量、除油量大，適應工況范圍廣。

當含有油和水的壓縮空氣等氣體通入油水分離器，大液滴在重力作用下落到油水分離器底部，霧狀小液滴被絲網(wǎng)捕獲凝結成大液滴落到油水分離器底部。夾帶的的液體因此被分離出來，被分離出來的液體流入下部經(jīng)人工打開閥門排出或者在下部裝上空氣排液閥排出體外