氮吸附法的原理主要基於氣體在固體表面的吸附規律。在液氮溫度下（約-196℃），氮氣分子可以吸附在粉體材料表面，形成一定的平衡吸附量，這種吸附是物理吸附，即被吸附的氣體分子與固體表面的結合力較弱，且是可逆的。
氮吸附法的原理還包括吸附劑對不同氣體的親和力差異。例如，分子篩對氮氣和氧氣有不同的親和力，通過控制溫度和壓力，可以使氮氣被吸附而氧氣被排除。
此外，氮吸附法還涉及氣相吸附、分離和脫附過程。氣相吸附是指氣體分子被吸附到固體表面形成一層物質膜的過程。在吸附過程中，氧氣和氮氣分子被分離開，進一步提高氮氣的純度。通過改變溫度和/或壓力，可以將吸附劑上的氧氣和其他雜質氣體脫離出來，釋放出高純度的氮氣。
最後，氮吸附法還通過測量樣品在不同壓力條件下的凝聚氣量，繪製等溫吸附和脫附曲線，進而得出孔容積和孔徑分布曲線。