空氣分離器又稱不凝性氣體分離器，是排除制冷系統中不凝性氣體(主要是空氣)并同時回收制冷劑的設備。它通常只是在大中型的制冷裝置中使用，而在小型制冷裝置中為簡化系統，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閥把空氣等不凝性氣體放出。

制冷系統中不凝性氣體的主要來源有:①在第一次充灌制冷劑前系統中有殘留空氣;②補充潤滑油、制冷劑或檢修機器設備時,空氣混入系統中;③當蒸發壓力低于大氣壓力時，空氣從不嚴密處滲入系統中;④制冷劑和潤滑油在較高排氣溫度下少量分解時產生的不凝性氣體，不凝性氣體存在于冷凝器和高壓儲液器中，其中大部分是集中在冷凝器中。制冷系統存有不凝性氣體時，會使冷凝器的傳熱效果變差，壓縮機的排氣壓力、溫度升高，壓縮機耗功增加。因此必須將它及時分離出去。

空氣分離器的工作原理是利用冷卻的方法把混有不凝性氣體的制冷劑冷凝成液體，從而把不凝性氣體分離出來并排出去。結構上分為臥式和立式兩種。