螺桿式壓縮機組一般都隨壓縮機配置油分離器，比起活塞式壓縮機要額外配置油分離器來說更為方便。油分離器主要由筒體、封頭、法蘭蓋和高效油氣濾芯等組成。中小型壓縮機一般使用臥式油分離器，壓縮機安置在油分離器上面，大型壓縮機一般采用立式油分離器。油分離器按照分離原理可分為機械分離、重力分離和過濾分離。
常用的臥式油分離器如圖6-89所示。從壓縮機中排出的油氣混合物沿油分離器進氣管進入油分離器，首先撞擊殼體內壁，混合物中的油滴就會凝聚在障礙物的表面，并在重力作用下落到油分離器底部。同時，氣流方向改變使得直徑較大的油滴在慣性力的作用下分離出來。然后，氣體經過擋氣板上部缺口進入高效分子篩，依靠材料對油霧的聚結吸附作用使微小油滴分離出來，達到理想的分離效果。分子篩過濾網前后都會積聚油(在回油口1和2處)，這些潤滑油再通過回油管依靠壓力差流回壓縮機吸氣端。
立式油分離器與臥式油分離器分離原理類似，不同的是立式油分離器在分子篩進口前增設了不銹鋼絲網，這是出于立式油分離器重力分離空間較小的考慮，可保證高分子篩入口氣體的含油率低于規定值，延長其使用壽命。
油分離器在運行過程中要注意以下問題：
a.油位的檢測:在啟動或運行過程中要經常檢測油分離器的油位，油位一般要求在液位計的中心位置偏上。
b.為確保高效分子篩不受油的浸泡.影響使用效果，高效分子篩分離下來的油必須及時導回壓縮機低壓側。如圖4-89所示：回油口1必須常開，回油口2要每隔三個月定期開，開啟回油閥2時要關閉回油閥1(立式油分離器只有一個回油閥，保持常開狀態)。這些油經過過濾網過濾后經過節流閥回到壓縮機吸氣端。回油必須保證節流，有油時可開大，無油時開小(以免影響油溫)。通過回油視鏡看見回油油滴又略帶少量氣體為宜。若觀察不到回油，應檢查回油管路及回油濾網是否堵塞。
c.根據濾網前后壓差來決定是否更換濾芯，若壓差大于0.1MPa則需要更換。也可根據排氣壓力與冷凝壓力之間的壓差來估算，但要排除壓縮機排氣閥至冷凝器之間的管道阻力損失。
d.對于臥式油分離器來說，由于回液、油溫低、上載過快等導致機組奔油，大量潤滑油進入高效分離端，必須設法回油。若奔油量較少，可以開機通過調整回油節流閥將油抽回；若奔油量大，可通過回油口1與加油口相連，放壓后開啟油泵將油抽回。
e.油的溫度對于油的分離效果影響很大、高溫時油的黏性和表面張力降低，從而降低了油黏滯在過濾裝置上的能力。同時，高溫下氣相的含油量增高，這些氣相油利用機械方法難于分離，所以同一臺壓縮機在不同的運行工況下，油耗指標是不同的，大壓差工況下排溫較高，油耗指標會偏高。在操作得當的情況下，油分離器分離效率可達3~5ppm。
