汽車油氣分離器的主要作用是分離曲軸箱排出氣體中的機油。在發動機的工作過程中，一些未燃燒的混合氣會通過活塞環進入曲軸箱，形成所謂的竄氣。這些竄氣如果直接逸入大氣，不僅會造成污染，還會稀釋曲軸箱內的機油，導致機油變質，從而引起發動機過早磨損。油氣分離器通過其擋油帽將混合氣體中的機油分離出來，這樣不僅可以保持機油的良好運轉功能，減少機械磨損，還能將分離出的混合廢氣再次與空氣混合，泵入氣缸內進行二次燃燒，實現廢氣的再利用，減少環境污染。
此外，油氣分離器在一定程度上也充當了濾清器的角色，防止污染物在進氣歧管內形成沉積物。它還能有效保持發動機中摩擦部件的表面潤滑狀態，減少因潤滑不足而導致的機件磨損和腐蝕。同時，油氣分離器還有助於保持曲軸箱內壓力與大氣壓力一致，減少機油因壓力差而滲漏的問題。
對於空壓機來說，油氣分離器的作用是將潤滑油從油氣混合物中分離出來，通過離心分離、重力分離和纖維分離三種方式，基本上能分離出90%的潤滑油。