化工分離的應用領域十分廣泛，決定了分離技術的多樣性。按機理劃分，大致可分成5類：生成新相以進行分離(如蒸餾、結晶)；加入新相進行分離(如萃取、吸收)；用隔離物進行分離(如膜分離)；用固體試劑進行分離(如吸附、離子交換)；用外力場和梯度進行分離(如離心萃取分離和電泳等)，它們的特點和設計方法有所不同。

      化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的復雜性。即使對于精餾、萃取這些較為成熟的技術，多組分體系大型設備的設計仍是一項困難的工作，問題是缺乏基礎特性數據和大型塔器的可靠設計方法。對于高溫、高壓、多組分和強非理想體系，不僅平衡數據和分子擴散系數難以準確計算，就連界面張力粘度等物性數據也難以求得。