Metóda kryogénnej destilácie spočíva v prvom ochladení vzduchu na skvapalnenie a potom selektívnej destilácii zložiek pri rôznych teplotách varu. Tento proces môže produkovať plyn vysokej čistoty s vysokou spotrebou energie. Proces kryogénnej separácie vyžaduje úzku integráciu výmenníka tepla a separačnej veže, aby sa dosiahla dobrá účinnosť. Všetku energiu chladenia zabezpečuje vzduchový kompresor na vstupe do zariadenia.
Aby sa dosiahla nižšia rektifikačná teplota, zariadenie na separáciu vzduchu potrebuje použiť škrtiace zariadenie na získanie chladiacej kapacity, to znamená izotermický škrtiaci efekt (Linde Liquefaction Cycle), alebo použiť expandér na získanie veľkej izoentropickej expanznej chladiacej kapacity. (Clauterov cyklus skvapalňovania). ), vzduch je skvapalnený a chladiace zariadenie sa musí uchovávať v izolovanom kryte (zvyčajne nazývanom"chladiaci box").