氣液分離器在熱泵或制冷系統中的基本作用是分離出并保存回氣管里的液體以防止壓縮機液擊。因此，它可以暫時儲存多余的制冷劑液體，并且也防止了多余制冷劑流到壓縮機曲軸箱造成油的稀釋。因為在分離過程中，冷凍油也會被分離出來并積存在底部，所以在氣液分離器出口管和底部會有一個油孔，保證冷凍油可以回到壓縮，從而避免壓縮機缺油?；窘Y構，主要分為立式，臥式和帶回熱裝置，在一些小系統如冰箱，會用一些銅管做一個簡單的氣液分離器，氣液分離器的工作原理是帶液制冷劑進入到氣液分器時由于膨脹速度下降使液體分離或打在一塊擋板上，從而分離出液體。
氣液分離器的原理有兩種：
一、利用組分質量(重量)不同對混合物進行分離。氣體與液體的密度不同，相同體積下氣體的質量比液體的質量小。慣性碰撞作用，將氣相中夾帶的液滴或固體顆粒捕集下來，進而凈化氣相或獲得液相及固相。其為物理過程，常見的形式有絲網除霧器、旋流板除霧器、折板除霧器等。
二、利用分散系粒子大小不同對混合物進行分離，液體的分子聚集狀態與氣體的分子聚集狀態不同，氣體分子距離較遠，而液體分子距離要近得多，所以氣體粒子比液體粒子小些。氣液分離器的基本原理是利用氣體和液體及固體不同的比重，飽和氣進入分離器后液體固體瞬間失重與氣體分離，并利用出口氣的流速形成漩渦使比重大的液體和固體沉積到分離器下部，分離后的氣體從分離器上部流出；帶折流擋板和絲網除沫型的分離器是為了分離效果更好，后工序對氣體要求更高的一種選用。
但單純的氣液分離并不涉及溫度和壓力的關系，而是對高速氣流(相對概念)夾帶的液體進行攔截、吸收等從而實習分離，旋流擋板等在導流的同時，為液體的附著提供憑借，就好像空氣中的灰塵要有物體憑借才能停留下來一樣。而不同分離器在設計時，還優化了分離性能，如改變溫度、壓力、流速等，是利用在制定條件下，氣液的密度不同而造成的分離。
