分子蒸餾依靠分子運動平均自由程的差別實現分離，并不需要到達物料的沸點，加之分子蒸餾的操作真空度比較高，這又進一步使操作溫度下降。
分子蒸餾在蒸發過程中，物料被強制形成很薄的液膜，并被定向推動，使得液體在分離器中停留時間很短。比如輕分子，一經逸出就冷凝，受熱時間短，一般為幾秒或十幾秒。這樣，使物料的熱損傷很小，對熱敏性物質的分離過程提供了傳統蒸餾不能比較的操作條件。
在真空度控制方面，早期的控制方式是采用開環控制方式，這種控制方法存在較大的波動現象，隨著分離物質的純度需求不斷增加，由于這種真空度控制方法的穩定性差，難達到較高的純度需求，為了解決這一問題，使真空度穩定在某一預定值上，可以采用氣體流量控制器進行反饋控制，通過調節進氣量和出氣量達到保持穩定真空度的目的。
如果真空度控制采用閉環控制，液環真空泵和旋片式真空泵只要讓真空度維持在負壓的情況下，通過串聯氣體流量控制器，利用氣體流量控制器來保持分子蒸餾器的真空度穩定。
分子蒸餾技術可以改進普通蒸餾環境的操作難處。由于分子蒸餾只要冷熱兩個面之間，到達溫度差時，可以在不同溫度下進行分離。而傳統的蒸餾需要嚴格的按照，物料的沸點，進行相關的操作，不但費時、費力，而且難掌握。
傳統的蒸餾在高溫下，會出現鼓泡、沸騰的情況，這些問題分子蒸餾也可以解決。分子蒸餾可以在液膜表面自由的蒸發，因為其操作壓力低，所以也不會出現類似的一些問題。
分子蒸餾技術可以應用于各類物質，這也是普通的蒸餾所不能達到的。普通的蒸餾需要掌握液相和氣相之間的平衡動態，而分子蒸餾則改變了這一情況，受熱時間短，只要十幾秒的時間，在實際的應用操作過程中，可以省時、省力，提高生產效率。
