Газообразный хладагент, покидающий компрессор, содержит некоторое количество масла. При попадании смеси масла и хладагента в маслоотделитель скорость потока снижается для того, чтобы началось маслоотделение. Сначала смесь проходит через входной фильтр, в котором частицы масла отделяются, слипаются в более крупные и падают на дно маслоотделителя. Затем, хладагент проходит через выходной фильтр, в котором удаляются остальные примеси. Масло собирается внизу  маслоотделителя.
При достижении маслом определенного уровня, открывается поплавковый игольчатый клапан, и масло возвращается в компрессор. Возврат происходит очень быстро, т.к. давление в маслоотделителе значительно превышает давление в картере компрессора.
Маслоотделители могут поставляться со сменным фильтром-картриджем, что дает возможность дополнительной очистки всей холодильной системы.