分子蒸餾是一種在高真空泵下使用的水蒸氣蒸餾方式，這時蒸汽分子的平均自由程超過蒸發表面與冷凝表面中間的間距，進而可運用料液中各成分蒸發速度的差別，對液態混合物質開展分離出來。

在一定溫度下，工作壓力越低，汽體分子的平均自由程越大。當蒸發室內空間的工作壓力很低（10～10mmHg），且使冷凝表面挨近蒸發表面，期間的安全距離低于汽體分子的平均自由程時，從蒸發表面氣化的蒸汽分子，可以不與別的分子撞擊，立即抵達冷凝表面而冷凝。

分子蒸餾是一種特有的液--液分離出來技術性，它區別于傳統式蒸溜借助熔點差分離出來基本原理，反而是靠不一樣化學物質分子健身運動平均自由程的區別完成分離出來。

近程蒸餾裝置還適用于開展分子蒸餾。分子流從加溫面立即到冷凝器表面。分子蒸餾全過程可發如下所示四步：

分子從高效液相行為主體向蒸發表面蔓延

通常，高效液相中的傳播速率是操縱分子蒸餾速率的首要要素，因此應盡可能薄化液層薄厚及加強液層的流動性。

分子在液層表面上的隨意蒸發

蒸發速率伴隨著溫度的增高而升高，但分離出來要素有時候卻伴隨著溫度的增高而減少，因此，要以被生產加工化學物質的耐熱性為前提條件，挑選經濟發展合理性的水蒸氣蒸餾溫度。

分子從蒸發表面向冷凝面飛射

蒸汽分子從蒸發朝向冷凝面飛射的歷程中，很有可能彼此之間互相撞擊，也很有可能和殘留于雙面中間的氣體分子產生撞擊。因為蒸發分子遠重在氣體分子，且大多數具備同樣的運作方位，因此他們本身撞擊對飛射方位和蒸發速率危害并不大。而殘氣分子在雙面間呈亂七八糟的熱運動狀態，故殘氣分子數量的有多少是危害飛射方位和蒸發速率的首要要素。

分子在冷凝表面冷凝

只需確保熱冷雙面間有充足的溫度差（一般為70~100℃），冷凝表面的方法有效且光潔則覺得冷凝流程可以在一瞬間進行，因此挑選有效冷凝器的方式非常關鍵