蒸氣分子的平均自由程大于蒸發表面與冷凝表面之間的距離，從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異，對液體混合物進行分離。其間的垂直距離小于氣體分子的平均自由程時，從蒸發表面汽化的蒸氣分子，可以不與其他分子碰撞，直接到達冷凝表面而冷凝。液體蒸發表面上的流動情況和液體中組分向蒸發表面的擴散，對分子蒸餾過程有重要影響，減薄液膜厚度，強化液膜的表面更新，都有利于組分分離。
在短程分子蒸餾裝置中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入氣相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。蒸餾可將易揮發和不易揮發的物質分離開來，也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大才能得到較好的分離效果。在常壓下進行蒸餾時，由于大氣壓往往不是恰好為0.1MPa，因而嚴格說來，應對觀察到的沸點加上校正值。
當液體混合物沿加熱板流動并被加熱，輕、重分子會逸出液面而進入氣相，由于輕、重分子的自由程不同，因此，不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同，若能恰當地設置一塊冷凝板，則輕分子達到冷凝板被冷凝排出，而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣，達到物質分離的目的。帶有加熱夾套的圓柱型筒體，轉子和內置冷凝器；在轉子的固定架上裝有刮膜器和防飛濺裝置。短程分子蒸餾裝置內置冷凝器位于蒸發器的中心，轉子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉。經過短的路線和幾乎未經碰撞就到內置冷凝器上冷凝成液，并沿冷凝器管流下，通過位于蒸發器底部的出料管排出。
