Una planta de separación de aire separa el aire atmosférico en sus componentes principales, normalmente nitrógeno y oxígeno, y en ocasiones también argón y otros gases inertes raros.

El método más común para la separación del aire es la destilación fraccionada. Las unidades criogénicas de separación de aire (ASU) se construyen para proporcionar nitrógeno u oxígeno y, a menudo, coproducir argón.

Otros métodos, como la membrana, la adsorción por oscilación de presión (PSA) y la adsorción por oscilación de presión al vacío (VPSA), se utilizan comercialmente para separar un único componente del aire normal.

El oxígeno, el nitrógeno y el argón de alta pureza utilizados para la fabricación de dispositivos semiconductores requieren destilación criogénica.

De manera similar, las únicas fuentes viables de los gases raros neón, criptón y xenón es la destilación del aire utilizando al menos dos columnas de destilación.