氮气和氧气反应是吸热反应。氮气是一种无色无味气体，不可燃，化学性质很不活泼，化学式为N₂，在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气。氮气微溶于水和酒精，可用作稀释剂并控制自然的燃烧和呼吸速率，在较高的氧气浓度下会更快。

氮气主要是从大气中分离或含氮化合物的分解制得的。每年通过液化空气生产超过3,300万吨的氮气，然后使用分馏的方法在大气中生产氮气以及其他气体。

深冷分离法又称为低温精馏法，利用空气中氮气与氧气的沸点不一致来分离氧气和氮气。由于氮气的沸点低于氧气，在液态空气的蒸发过程中，液氮比液氧更容易变成气态，而在空气液化过程中，氧气比氮气更容易变成液态。

由于氮气与氧气的沸点相差不大，液态空气与气态空气需经过反复多次的蒸发、冷凝、再蒸发过程，最终在精留塔顶部气相馏分中就可以过得较高高***的氮气，氮气的***取决于精馏塔的塔板级数和精馏效率。