다성분 혼합가스를 압축, 냉각, 팽창 등의 조작에 의해서 액화시키고, 정류 또는 응축에 의해 성분 가스를 분리시키는 방법을 말한다. 가스의 저온분리 또는 액화분리라고도 한다. 가스흡입에 의한 분리나 흡착 분리와 대비한 명칭이다. 공기를 액화해서 저온에서 각 성분을 증류 분리하는 것으로부터 시작하여 석탄계 및 석유계의 각종 천연가스 등을 광범위의 가스가 대상이 된다. 분리된 성분도 산소, 질소, 희소가스, 중수소, 일산화탄소 등의 무기가스로부터, 메탄 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소 가스 등의 유기가스까지 그 범위가 넓다. 이것의 공업화의 여부는 분리성분의 수요와 경제성에 있다. 증류 조작은 통상의 증류와 다르지 않지만, 압축 장치, 냉동냉각 장치, 보냉설비 등이 큰 역할을 하고 있다. 플랜트 전체를 가능한 조밀하게 설계하고 증류탑 등도 단 간격을 작게 하는 등 여러 가지 방안이 강구되고 있다.