이 방법은 공기를 삼투성의 멤브레인에 압력을 가하여 통과시키면서 질소를 여과하는 장치이다. 공기에서 여과된 질소가 추출되면 남은 기체는 산소 성분이 상대적으로 높아지는 것이다. 그러나 이 방법은 질소를 효과적으로 거르는데 한계가 있기 때문에 100% 산소를 만들어내지는 못한다. 기체의 제조 방법이 공기에서 질소를 걸러내기 때문에 탈질소공기(de-nitrogenated air)라고 부르기도 한다.
삼투성 멤브레인은 주로 EAN32와 EAN36을 제조하기 위해 사용된다. 때로는 멤브레인 방식을 이용하여 EAN50과 같이 산소 성분이 보다 높은 기체를 제조한 다음 이 기체를 연속흐름 방식이나 부분압 방식에 이용할 수도 있다.