分子蒸馏它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别完成分离。

当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，因为轻、重分子的自由程不同，因而，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离。

薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，关于微小的压力降会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在欢腾面和冷凝面之间十分短的距离，基于这个原理制造的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。

短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。

蒸馏进程是：物料从蒸发器的顶部加入，经转子上的料液分布器将其接连均匀地分布在加热面上，随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜，并以螺旋状向下推动。在此进程中，从加热面上逸出的轻分子，经过短的路线和几乎未经碰撞到内置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，经过位于蒸发器底部的出料管排出；残液即重分子在加热区下的圆形通道中搜集，再经过侧面的出料管中流出。