L'elemento filtrante è la parte critica del separatore aria-olio. Comunemente, i separatori aria-olio altamente qualificati sono disponibili con un elemento filtrante la cui durata utile può arrivare fino a migliaia di ore. Pertanto, questo tipo di separatore può garantire l'elevata efficienza del compressore d'aria. L'aria compressa può contenere numerose microgocce d'olio con diametro inferiore a 1 µm. Tutte queste gocce d'olio vengono filtrate dall'elemento filtrante in fibra di vetro. Sotto l'effetto di diffusione del materiale filtrante, si condensano rapidamente in gocce più grandi. Le gocce d'olio più grandi si raccolgono sul fondo per gravità. Infine, entrano nel sistema di lubrificazione attraverso il tubo di ritorno dell'olio. Di conseguenza, l'aria compressa scaricata dal compressore d'aria è pura e priva di qualsiasi contenuto di olio.
Tuttavia, a differenza delle microgocce d'olio, le particelle solide presenti nell'aria compressa rimangono nello strato filtrante, causando così un aumento costante della pressione differenziale. Quando la pressione differenziale è compresa tra 0,08 e 0,1 MPa, è necessario sostituire l'elemento filtrante. In caso contrario, i costi di esercizio del compressore d'aria aumenteranno significativamente.