분리막 한쪽 면에 기체가 접촉하고 막과의 친화성이 좋은 혼합기체중의 특정 기체분자와의 압력차를 추진력으로 하여 막 반대편의 저압상으로 막을 선택적으로 투과하는 현상을 이용하여 분리하는 막을 말한다. 이를 이용하여 산소와 질소의 농축, 수소·이산화탄소의 분리, 기타 분야(유기증기의 회수, 탈습, 탈기(deaeration), 급기(aeration))에 사용하고 있다. 기체 분리막의 재료는 분리기체의 투과성, 기계적 강도, 화학적 안정성, 내열성이 높은 것을 고려하여 선택한다. 기체 분리막 재료는 다음과 같다.

1. 고분자 재료

 (1) polysulfone: PSF

 (2) polycabonate: PC

 (3) silicone polymer

 (4) polyvinyls

 (5) polyacetylenes

 (6) polyimides

2. 무기재료

 (1) 세라믹막(ceramic membranes)

 (2) 글라스막(glass membranes)

 (3) 금속막(metallic membranes)