空氣分離器是用來排放空氣等不能在冷凝器中液化的氣體一一不凝性氣體。制冷系統中，尤其是低溫或低于大氣壓下運行的系統，不可避免地會混進空氣等不凝性氣體。因此，一般均設置空氣分離器。但對于活塞式氟利昂制冷系統和其他小型制冷系統，通常不設置空氣分離器，而直接從冷凝器、高壓儲液器或排氣管上的放空間把空氣等不凝性氣體放出，這樣不可避免地會放出一些制冷劑，但制冷系統要簡單些。

制冷系統中空氣等不凝性氣體實際上是與制冷劑蒸氣混合存在的，空氣分離器就是在冷凝壓力下將混合氣體冷卻到接近蒸發溫度，使混合氣體中的大部分制冷劑蒸氣凝結成液體，并把空氣等不凝性氣體分離出來，達到回收混合氣體中制冷劑的目的，以減少制冷劑隨著不凝性氣體排出而造成對大氣的污染。