零級空氣發生器是一種能輸出碳氫化合物總含量低于零點一ppm的高純度空氣的專用設備，主要用于氣相色譜儀的燃燒氣或載氣。相比普通空氣泵，發生器內部增加了高溫催化氧化單元：壓縮空氣先經過除水濾芯和活性炭管去除顆粒和大部分有機物，然后進入加熱至四百到五百攝氏度的含鉑或鈀的催化劑床層，在此溫度下空氣中的甲烷及其他碳氫化合物被全部氧化為二氧化碳和水，再經過一個高效冷卻器和干燥管后輸出潔凈空氣。整個設備開機后大約需要三十分鐘預熱才能使催化爐達到工作溫度，之后可連續供氣。
使用零級空氣發生器時，必須保證入口壓縮空氣質量。如果入口空氣中含有大量硫化氫或氯氣，會造成催化劑中毒失活，因此最好以無油空壓機供氣，并前置精密過濾器和冷干機。催化溫度的控制非常關鍵：溫度低于三百五十攝氏度時氧化反應不全，輸出的零級空氣殘留甲烷可能超過一ppm；高于五百五十攝氏度則會加速催化劑燒結。因此零級空氣發生器內部應有雙路熱電偶冗余檢測，一旦溫度偏離設定范圍就應該報警停機。另外，輸出流量也受到催化劑床層截面積限制，超過額定流量會導致接觸時間不足而使純度下降。
零級空氣發生器的維護核心是催化劑的定期再生與干燥劑的更換。催化劑在使用一年后效率會自然衰減，表現是輸出端碳氫檢測值升高，此時可通過高溫再生程序恢復活性：將爐溫升高至五百五十攝氏度并通入百分之二的氧氣與氮氣混合氣，保持六小時，燒除表面積碳。對于采用分子篩干燥管的空氣發生器，應觀察輸出氣露點變化，當露點高于零下二十攝氏度時就說明干燥劑吸水飽和。更換分子篩時，必須在烘箱中一百五十攝氏度活化三小時后立即裝入干燥管并擰緊，防止空氣中濕氣重新吸附。還需要定期校驗空氣發生器尾部的碳氫檢測器，用十ppm甲烷標準氣通入，若測量值與標稱值偏差大于百分之十，就要重新標定。只有嚴格執行再生與維護規程，零級空氣發生器才能始終提供合格的零級空氣保障色譜分析準確性。
