分子在兩次連續(xù)碰撞之間所走路程的平均值稱為分子平均自由程。分子蒸餾正是利用分子平均自由程的差異來分離液體混合物的。待分離物料在加熱板上形成均勻液膜,經(jīng)加熱，料液分子由液膜表面自由逸出。
    在與加熱板平行處設(shè)一冷凝板，冷凝板的溫度低于加熱板，且與加熱板之間的距離小于輕組分分子的平均自由程而大于重組分分子的平均自由程。這樣由液膜表面逸出的大部分輕組分分子能夠到達(dá)冷凝面并被冷凝成液體，而重組分分子則不能到達(dá)冷凝面，故又重新返回至液膜中，從而可實(shí)現(xiàn)輕重組分的分離。
    一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要由進(jìn)料系統(tǒng)、分子蒸餾器、餾分收集系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成，為保證所需的真空度，一般需采用二級(jí)或二級(jí)以上的泵聯(lián)用，并設(shè)液氮冷阱以保護(hù)真空泵。
    分子蒸餾器是整套設(shè)備的核心，分子蒸餾設(shè)備的發(fā)展主要體現(xiàn)在對(duì)分子蒸餾器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)上。一般說來，當(dāng)被分離混合物中易揮發(fā)組份增多時(shí)，選用位置較高的進(jìn)料口。隨著短程分子蒸餾器中進(jìn)料狀態(tài)的改變，也應(yīng)該相應(yīng)地調(diào)整進(jìn)料口，進(jìn)料溫度減低時(shí)，用位置較高的進(jìn)料口；反之，用位置較低的進(jìn)料口。
    如果說該設(shè)備有兩個(gè)以上進(jìn)料口的話，一般都需要設(shè)置在裝置不同的高上。生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體情況，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料口，定要時(shí)還需進(jìn)行調(diào)整?；镜脑瓌t是，對(duì)進(jìn)料溫度在泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)時(shí)進(jìn)料的設(shè)備，進(jìn)料口的選擇是依據(jù)進(jìn)料的組成與進(jìn)料板的組成相一樣而決定的。