غربال‌های مولکولی زئولیتی اثر جداسازی قوی بر نیتروژن و اکسیژن دارند. ساختار و ویژگی‌های یک کریستال را دارند، سطح آنها یک اسکلت جامد است و حفره‌های داخلی می‌توانند نقش جذب مولکول‌ها را ایفا کنند. بین حفره‌ها منافذی وجود دارد که به یکدیگر متصل هستند و مولکول‌ها از منافذ عبور می‌کنند. به دلیل ماهیت تمیز منافذ، توزیع اندازه منافذ غربال مولکولی بسیار یکنواخت است. غربال‌های مولکولی بر اساس اندازه منافذ درون کریستال‌های خود، مولکول‌ها را به صورت انتخابی جذب می‌کنند، یعنی مولکول‌هایی با اندازه مشخص را جذب می‌کنند در حالی که مولکول‌های مواد بزرگتر را دفع می‌کنند.