L'elemento filtrante è la parte critica del separatore aria-olio. Generalmente, i separatori aria-olio di alta qualità sono dotati di un elemento filtrante con una durata di migliaia di ore. Questo tipo di separatore garantisce quindi un'elevata efficienza del compressore d'aria. L'aria compressa può contenere numerose microgocce d'olio con un diametro inferiore a 1 µm. Tutte queste gocce d'olio vengono filtrate dall'elemento filtrante in fibra di vetro. Grazie all'effetto di diffusione del materiale filtrante, si condensano rapidamente formando gocce più grandi. Le gocce d'olio più grandi si depositano sul fondo per effetto della gravità e, infine, entrano nel sistema di lubrificazione attraverso il tubo di ritorno dell'olio. Di conseguenza, l'aria compressa in uscita dal compressore è pura e priva di qualsiasi residuo d'olio.
A differenza delle microgocce d'olio, le particelle solide presenti nell'aria compressa rimangono intrappolate nello strato filtrante, causando un aumento costante della pressione differenziale. Quando la pressione differenziale raggiunge valori compresi 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.