El aire es una mezcla de gases: 78 % de nitrógeno, 21 % de oxígeno y el 1 % restante se reparte entre otros gases: argón, dióxido de carbono (CO2), vapor de agua, ozono, etcétera. También lleva partículas en suspensión: polvo y polen, entre otros. Especialmente, nitrógeno y oxígeno son gases muy importantes para nuestra civilización.
Para poder extraer separadamente (fraccionar) los principales gases del aire (nitrógeno, oxígeno) es necesario enfriar el aire por debajo de los -200°C, a través de un proceso de compresiones y expansiones para que los gases del aire pasen al estado líquido. A partir de ahí, la separación se produce porque la temperatura de ebullición del nitrógeno y el oxígeno son distintas. El nitrógeno hierve a -196°C y el oxígeno a -183°C. El proceso de separación se hace mediante destilación criogénica, de la cual se obtienen oxígeno líquido y gas y nitrógeno líquido.
El oxígeno es un gas esencial en la ayuda a la respiración para personas con problemas pulmonares, en naves espaciales y en submarinos, etcétera. También se utiliza en la industria en procesos ligados a fundiciones: soldadura y corte de metales y en la propulsión de cohetes, además para la conservación de alimentos, para estimular la fermentación de cervezas y vinos y para tratar aguas residuales.
El nitrógeno líquido se usa para la criopreservación de distintas sustancias: semen, óvulos, tejidos, etcétera.