Принцип действия системы основан на различной скорости проникания газов через полимерную мембрану под действием перепада парциальных давлений на мембране. Проходя внутри мембраны, легкопроникающие компоненты газа через пористую оболочку мембраны просачиваются в межмембранное пространство и отводятся на сброс в атмосферу.

Труднопроникающие компоненты газа проходят по всей длине мембраны и далее поступают потребителю.

Движущей силой процесса проникания является разность парциальных давлений по обе стороны мембраны. Имеется возможность обогащения трудно проникающим компонентом от исходной концентрации. Однако, при этом, чем выше концентрация, тем ниже производительность.

В станциях используется компрессорная схема реализации процесса, когда смесь подается на разделение под давлением. В этом случае используется компрессорное оборудование для предварительного сжатия. Управление процессом разделения осуществляется путем регулирования давления и расхода газовых смесей.