油分離器其作用是將制冷壓縮機排出的高壓蒸汽中的潤滑油進行分離，以保證裝置安全高效地運行。根據降低氣流速度和改變氣流方向的分油原理，使高壓蒸汽中的油粒在重力作用下得以分離。一般氣流速度在1m/s以下，就可將蒸汽中所含直徑在0.2mm以上的油粒分離出來。通常使用的油分離器有洗滌式、離心式、填料式和過濾式四種。

油分離器的簡單工作原理：壓縮機出來的高壓氣體（氣態工質和潤滑油）進入油分離器后，進入油分離器的導向葉，沿導向葉呈螺旋狀流動，靠離心力和重力，將潤滑油從工質氣體中分離出來，沿著筒體的內壁流下。工質氣體經多孔擋板由中心的管子引出油分離器。分離出的潤滑油，集中于油分離器的下部，可定期排出，或者利用浮球閥，使潤滑油自動回到壓縮機的曲軸箱中。離心回旋流道內的流速推薦為：氨 10-25m/s，氟利昂 20-20m/s。

在蒸汽壓縮式制冷系統中，經壓縮后的氨蒸汽(或氟利昂蒸汽)，是處于高壓高溫的過熱狀態。由于它排出時的流速快、溫度高。汽缸壁上的部份潤滑油，由于受高溫的作用難免成油蒸汽及油滴微粒與制冷劑蒸汽一同排出。且排汽溫度越高、流速越快，則排出的潤滑油越多。過濾式油分離器 過濾式油分離器用于氟利昂制冷系統，常稱為氟利昂油分離器。