噴油螺桿空壓機在壓縮氣體的同時，大量的油被噴入空壓機的齒間容積。這些油和被壓縮氣體形成的油氣混合物，在經歷相同的壓縮和排氣過程后，被排入機組的油氣分離器(油氣桶)中。
油氣混合物的特性在由壓縮氣體和潤滑油形成的油氣混合物中，潤滑油以氣相和液相兩種形式存在。處于氣相的潤滑油，是由液相的潤滑油蒸發所產生的，其數量的多少除與油氣混合物的溫度和壓力相關外，還與潤滑油的飽和蒸汽壓有關。氣相的油與油氣混合物的溫度和壓力與潤滑油的飽和蒸汽壓成正比。在噴油螺桿空氣空壓機的運行工況中，氣相的潤滑油較少，同時也很難分離。氣相油的特性與其他氣體類似，無法用機械方法予以分離，只能用化學方法清除。
值得指出的是，在一般運行工況下，油氣混合物中處于氣相的潤滑油很少。這是因為在通常的排氣溫度下，混合物中潤滑油蒸氣的分壓力很低。另外，由于潤滑油從噴入到分離的時間很短，沒有足夠的時間達到氣相和液相間的平衡狀態。
處于液相的潤滑油占到了所有被噴入油中的絕大部分。這種液相油滴的尺寸范圍分布很廣，大部分油滴直徑為1~50μm，少部分的油滴可小至與氣體分子具有同樣的數量級，僅有0.01μm。大油滴和小油滴的性質會有較大的差異。
在重力作用下，只要油氣混合物的流速不是太快，大的油滴最終都會落到油氣分離器的底部。當然，油滴直徑越小，其下落過程的時間就越長。真徑很小的潤滑油微粒，可以長時間懸浮在氣體中，無法在自身重力的作用下，從氣體中被分離出來。
