空壓機油水分離器主要作用是分離壓縮氣體中水分油分以及固體顆粒等雜質，使壓縮空氣得到初步凈化而分離出來的油和水一起從排污口排放掉。簡而言之就是保證壓縮氣體的清潔度。 眾所周知空氣是含有水汽的，空壓機在壓縮空氣的過程中水汽會凝結成液態水，并存在于儲氣罐中，儲氣罐越大越容易有積水，尤其是南方水汽大的季節。
大部分空壓機都是含油的，這樣會導致壓縮好的氣體中存在液態水和油，如果把油水分離器安裝在入口并沒有作用，它只能分離液態的水，而不能分離空氣中的水分子。因此需要將油水分離安裝在冷卻器。在油水分離器后面才設置儲氣罐、過濾器及干燥器等設備，最后排出的空氣溫度要可高達140-170℃，在這樣高的溫變下，混合在空氣中的水、油雜質主要以氣態形式存在，經后部冷卻器降溫，初步離析了其中氣態水油的成分，但大量的液態水霧和油物還存在與壓縮空氣中，油水分離器的作用就是進一步分離壓縮空氣中所含有的直徑較大的凝結水滴和濃度較高的液態油霧，使壓縮空氣得到初步凈化。所以油水分離器是為下游其它氣源設備提供安全質量進氣的第一道保護性屏障。
