蒸馏是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分蒸气压不同的性质，对混合物中各组分进行分离的。挥发度较高的物质在气相中的浓度高于液相中的浓度，挥发度较低的物质在液相中的浓度高于气相中的浓度，所以借助于多次部分汽化与多次部分冷凝，达到轻重组分分离的目的。是分离流体混合物的一种关键技术。

分子蒸馏是在高真空情况下，蒸发面和冷凝面的间距小于等于被分离物料的蒸气分子的平均自由行程，由蒸发面逸出的分子，既不与残余的空气分子碰撞，也不自身相互碰撞，毫无阻碍地飞射到并凝集在冷凝面上。通常分子蒸馏压力在绝压 0.0133322Pa-0.133322Pa下进行。

分子蒸馏的条件有时并不严格，若操作真空度有所降低(也就是绝压略有增加)，冷、热两面的距离有时就略大于蒸气分子的平均自由行程，这种蒸馏就称为短程蒸馏。

分子蒸馏与短程蒸馏一般差别不大，设计计算时需要加入校正系数。