对于由沸点不同的两种物质（例如氧、氮）组成的混合液体，当吸收热量使部分蒸发时，易挥发性成分氮的蒸发会更多；当混合蒸汽散发热量并部分冷凝时，组分中的氧气很难蒸发会更多地冷凝。如果使较高温度的饱和蒸气与较低温度的饱和液体接触，则蒸气将向该饱和液体释放热量。蒸气散发热量从而部分冷凝，液体吸收热量将会部分蒸发。蒸气在部分冷凝时，由于氧冷凝得较多，所以蒸气中的低沸点组分(氮)的浓度有所提高。在一部分液体的蒸发期间，由于更多的氮气蒸发，液体中高沸点组分（氧气）浓度将会进一步增加。如果进行了一次部分蒸发和部分冷凝后，则氮浓度较高的蒸气和氧浓度较高的液体将以不同的温度接触液体和蒸气，然后再次发生部分冷凝和部分蒸发，这将使氮蒸气中的浓度和液体中的氧气浓度将进一步增加。该过程进行多次，蒸气中的氮浓度越来越高，液体中的氧浓度越来越高，较终实现了氧和氮的分离。该过程称为精馏。
简而言之，精馏是使用两种物质的不同沸点进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发多次以达到分离目的的过程。
