Membran-Stickstoffgeneratoren extrahieren den verfügbaren Stickstoff aus der zugeführten Druckluft. 
Dabei wird die Hohlfasermembrantechnologie verwendet,

um Stickstoff von anderen Elementen in der Druckluft zu trennen. Die Membrane erzeugt reinen Stickstoff nach dem Prinzip der selektiven Permeation. Jedes Gas hat eine charakteristische Permeationsrate, die von seiner Fähigkeit abhängt, durch eine Membran zu diffundieren. Sauerstoff ist ein schnelles Gas und diffundiert selektiv durch die Membranwand, während Stickstoff sich entlang der Innenseite der Faser bewegen kann und so einen stickstoffreichen Produktstrom erzeugt. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas, oder Permeat, wird aus dem Membranseparator bei atmosphärischem Druck abgegeben. Die meisten langsamen Gase (und eine paar schnellen Gase) wandern weiter durch die Faser, bis sie das Ende des Membranseparators erreichen, wo das Produkt Stickstoffgas zur Anwendung geleitet wird.

Die Druckwechseladsorption-Stickstoffgeneratoren extrahieren den verfügbaren Stickstoff der zugeführten Umgebungsluft, indem sie die Pressure Swing Adsorption (PSA) -Technologie anwenden. Während des PSA-Prozesses wird komprimierte, gereinigte Umgebungsluft zu einem Molekularsiebbett geführt, welches den Stickstoff im Prozessverlauf passieren lässt während andere Gase adsorbiert werden. Das Sieb gibt die adsorbierten Gase während der Regenrationsphase in die Atmosphäre frei. Vor Beginn eines neuen Zykluses, wird das Bett vor dem Zuführen frischer Umgebungsluft mit Stickstoff gespült. Um einen konstanten Produktfluss zu gewährleisten, verwenden die Stickstoffgeneratoren zwei Molekularsiebbetten, welche abwechslungsweise zwischen der Adsorptions- und Regenerationsphase wechseln.