分子篩是一種硅鋁酸鹽，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結構，在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水。由于水分子在加熱后連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，比孔道直徑小的物質分子吸附在空腔內部，而把比孔道大得分子排斥在外，從而使不同大小形狀的分子分開，起到篩分分子的作用，因而稱作分子篩。當氣體或液體混合物分子通過這種物質后，就能按照不同的分子特性彼此分離開來。
    分子篩的骨架部分主要成分為硅氧四面體和鋁氧四面體，由于鋁的化合價是3，所以鋁氧四面體AlO4中有一個氧原子的價沒有得到平衡，這樣就使整個鋁氧四面體帶有負電荷，為了保持電中性，在鋁氧四面體的附近必須有帶正電荷的金屬離子來抵消它的負電荷。帶正電荷的金屬離子和帶負電荷的分子篩骨架之間產生強大的電場，從而對分子篩的吸附性能產生巨大的影響。分子篩對極性物質的吸附能力要遠遠強于非極性物質，同時由于強大電場的作用，對于含有雙鍵或大π鍵的物質，通過誘導極化作用，也具有相當的吸附能力。通常陽離子所帶的電荷越多，離子半徑越小，產生的電場越強，對雙鍵的誘導作用也變大，對這類物質的吸附能力也越大。例如，5A分子篩對乙烯，丙烯等烯烴和炔烴能夠進行大量吸附。