Membran teknolojisi, hava ayırma için alternatif, düşük enerji tüketimi yöntemi sağlayabilir. Örneğin, ortam sıcaklığında veya sıcak sıcaklıklarda çalışan polimerik membranlar oksijenle zenginleştirilmiş hava (%25-50 oksijen) üretebilir. Seramik membran yüksek saflıkta oksijen (%90 veya daha fazla) sağlayabilir, ancak çalışması için daha yüksek sıcaklığa (800-900℃) ihtiyaç duyar. Bu seramik membranlar, iyon taşıma membranlarını (ITM) ve oksijen taşıma membranlarını (OTM) içerir. Membran gaz ayrımı, jet uçaklarının yakıt deposunu doldurmak için hava yerine oksijeni tükenmiş ve nitrojen bakımından zengin gaz sağlamak için kullanılır, böylece kazara yangın ve patlama olasılığını büyük ölçüde azaltır. Buna karşılık, membran gaz ayrımı, pilotlara basınçlı kabinleri olmayan yüksek irtifa uçaklarında oksijen açısından zenginleştirilmiş hava sağlamak için kullanılır.
Basınç salınımlı adsorpsiyon, sıvılaşma olmadan oksijen veya nitrojenin havadan ayrılmasını sağlar. Proses ortam sıcaklığında çalışır; zeolit (moleküler sünger) yüksek basınçlı havaya maruz bırakılır, ardından havayı serbest bırakır ve istenen gazın adsorpsiyon filmini serbest bırakır. Kompresörün boyutu, sıvılaştırma ünitesinin boyutundan çok daha küçüktür. Taşınabilir oksijen jeneratörü, tıbbi amaçlar için oksijenle zenginleştirilmiş hava sağlamak üzere bu şekilde üretilir. Vakum salınımlı adsorpsiyon benzer bir işlemdir; ürün gazı, atmosfer altı basınçta zeolitten çökeltilir.
