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—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閥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，減少制冷劑隨著不凝性氣體排出而造成對大氣的污染。