一套完整的分子蒸餾設備主要包括：分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器，其種類主要有3種：(1)降膜式：為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用；(2)刮膜式:形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構複雜；(3)離心式：離心力成膜，膜薄，蒸發效率高，但結構複雜，真空密封較難，設備的製造成本高。為提高分離效率，往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。
1. 降膜式分子蒸餾器
為早期形式，結構簡單，但由於液膜厚，效率差，當今世界各國很少採用。該裝置是採取重力使蒸發麵上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發物就可在相對方向的冷凝面上凝縮。降膜式裝置為早期形式，結構簡單，在蒸發麵上形成的液膜較厚，效率差，現在各國很少採用。
2. 刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝套用研究。該裝置形成的液膜薄，分離效率高，但較降膜式結構複雜。它採取重力使蒸發麵上的物料變為液膜降下的方式，但為了使蒸發麵上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設定了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發麵液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3. 刮板式分子蒸餾裝置（Wiped-Film Molecular Still）
刮板式技術（Wiped-Film Style）採用的是Smith式45°對角斜槽刮板，這些斜槽會促使物料圍繞蒸餾器壁向下運動，通過可控的刮板轉動就能夠提供一個程度很高的薄膜混合，使物料產生有效的微小的活躍運動，（而非被動地將物料滾輾在蒸餾器壁上，）這樣就實現了最短的而且可控的物料駐留時間，和可控的薄膜厚度，從而能夠達到最佳的熱能傳導、物質傳輸和分離效率。刮板式分子蒸餾設備通過一個平緩的過程，進料液體流經一個被加熱的圓柱形真空室，利用進料液體薄膜的刮擦作用，將易揮發的成分從不易揮發的成分中分離出來。這種工藝的關鍵卓越優勢在於：短暫的進料液體滯留時間、憑藉高真空性能的充分降溫、最佳的混合效率，以及最佳的物質和熱傳導。這種高效的熱分離技術的結果是：最小的產品降解和最高的產品質量。進料液體暴露給加熱壁的時間非常短暫（僅幾秒鐘），這部分歸因於帶縫隙的刮板設計，它迫使液體向下運動，並且滯留時間、薄膜厚度和流動特性都受到嚴格的控制，非常適合熱敏性物質的分離套用。另外，這種帶斜槽的刮板不會將物料甩離蒸餾器壁，污染已被分離出來的輕組分。與傳統的柱式蒸餾設備、降膜式蒸餾設備、鏇轉蒸發器和其他分離設備比較，刮板式蒸餾設備被公認為要出色得多。
4. 離心式分子蒸餾裝置
離心式分子蒸餾裝置離心力成膜，膜薄，蒸發效率高。但結構複雜，製造及操作難度大。該裝置將物料送到高速鏇轉的轉盤中央,並在鏇轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,使之與對面的冷凝面凝縮,該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比,要求有高速鏇轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速鏇轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發麵上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點
1．普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作，而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點。
2．普通蒸餾有鼓泡、沸騰現象，而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發，操作壓力很低.一般為0．1-1Pa數量級,受熱時間很短，一般僅為十秒至幾十秒.。
3．普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程，液相和氣相之間處於動態相平衡，而在分子蒸餾過程中，從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，理論上沒有返回到加熱面的可能性，所以分子蒸餾沒有不易分離的物質。
