制氧机是以空气作原料，生产氧气(或液氧)、氮气(或液氮)和氩、氖-氦、氪-氙等混合气的一种成套设备。在一般情况下，由于空气分离设备多用来生产氧气，故人们习惯地称它为“制氧机”。

世界上最早生产制氧机的国家是德国和法国。 1901年，德国的林德公司在慕尼黑市建立低温设备制造车间，并于1903年生产出第一台10平方每小时制氧机。 1902年，法国在巴黎建立空气液化公司，继德国之后，于1910年开始生产制氧机。在三十年代以前，基本上只有德国和法国生产制氧机。当时制氧机主要是满足焊接、切割用氧及化工厂所需的制氮设备。生产的制氧机为中、小型、其容量为2立方米每小时至600立方米每小时，品种约200种。采用的制氧机流程为高压和中压流程。 1930-1950年，除德国、法国外，尚有苏联、日本、美国、英国等国家也开始生产制氧机。

在此期间，随着生产的发展，制氧机使用领域不断扩大，促进了大型制氧机的发展。由于大型制氧机用于冶镏金和合成氨工业。 1950年以后，除上述国家生产制氧机外，还有捷克、东德、匈牙利、意大利等。由于钢铁工业、氮肥工业、火箭技术的发展，氧、氮耗量迅速增加，促使制氧机向大型化发展。1957年起，10000立方米每小时制氧机相继问世。1967年起，据不完全的统计，20000立方米每小时以上的大型制氧机不断出现，达87套之多，最大机组为50000立方米每小时，更大型的机组正在研制中。 20多年来，产品品种迅速增加，并逐步形成了系列，如西德林德公司大型制氧机有1000-40000立方米每小时典型产品，日本神钢有OF型，日本日立制作所有TO型，日本氧气公司有NR型；英国全低压有50-1500吨/天系列产品等。同时，大型制氧机基本上采用全低压流程。总之，制氧机的发展是一个不断完善的过程，设备由小型、中型向大型发展；流程从高压(200大气压)、中压(50大气压)、高低压向全低压(6大气压)方向发展，从而使制氧机的单位电耗、金属材料消耗降低，运黑心周期不断延长。制氧机技术的发展情况如下： 1891年，德国林德公司在冷冻机械制造公司的实验室开始进行空气液化工作。

1895年，林德教授利用焦耳－汤姆逊效应制成第一台液体空气装置。 1901年，林德设计的第一台单级精馏塔的空分设备制成。法国克劳特发明了膨胀机，在巴黎建立空气液化公司。 1903年，林德公司制成第一台工业性10立方米每小时的制氧机，采用高压节流的高压流程。 1910年，法国制成第一台采用中压带活塞膨胀机的中压流程的50立方米每小时制氧机。

1920年，德国海兰特发明了可生产液氧的高压带膨胀机的高压流程。 1924年，法兰克尔建议在大型空分设备上采用金属填料的蓄冷器代替一般的热交换器。 1926年，法兰克尔提出普通型式蓄冷器。 1930年，林德公司制成第一台工业规模的林德－法兰克尔装置，产量为255立方米每小时，纯度为99.5%O2。 1932年，透平膨胀机第一次应用于林德－法兰克尔装置上，德国第一次在冶金和合成氨工业中用氧。 1939年，苏联创造了高效率的透平膨胀机，并开始研究全低压空分设备。 1947年，林德公司致力于全低压工艺氧设备制造。苏联开始设计全低压流程的大型工艺氧装置。

1949年，美国第一次在29000立方米每小时制氧机上应用板翅式换热器。 1952年，奥地利首选使用纯氧顶吹大转炉炼钢，促使冶金用氧剧增。 1955年，美国大力发展导弹，消耗大量液氧作为助燃剂。

1957年，第一台自动操作的120吨/天制氧机制成。 1960年，日本完成了10000立方米每小时99.6%O2和10000立方米每小时99.99% N2的双高纯度的大型全低压设备。 1972年，法国制成世界上最大容量的纯氧空分设备，1700吨/天O2和1500吨/天N2.