大规模集成电路，电视摄像管，激光通讯光导纤维以及分析测试等高科技领域，要求氧的纯度达到99.995%，甚至要求氧的纯度达到99.99999%。我国高纯氧的国家标准规定：氧纯度不低于99.999%，其中氩含量不大于2×10^-6，氮含量不大于5×10^-6，甲烷和二氧化碳的含量不大于1×10^-6，水含量不大于2×10^-6（全部为体积分数）。
高纯度氧的用量不大，通常采用在大中型空分塔附设高纯氧塔方法来制取。高纯氧可以液氧为原料和气氧为原料。
1）以液氧为原料。从主塔主冷中引出液氧，其液氧纯度为99.5%～99.7%，其他为氮、氩、氪、氙及碳氢化合物。液氧为高纯氧塔的回流液。塔底的冷凝蒸发器，以主塔的主冷凝蒸发器顶部所引出的中压氮作热源，从塔底的冷凝蒸发器的低压侧，可获得高纯气氧或液氧，其含量可达到99.995%，再进入氧终端纯化器，用分子筛吸附清除一氧化碳、甲烷、二氧化碳及其他微量杂质，获得99.999%以上的高纯氧气产品，最后采用膜式压缩机充入经过处理的钢瓶。
2）以气氧作原料。有两种流程：一种流程是采用两个附加高纯氧塔。从主塔主冷引出的99.5%的气氧，进入第一精馏塔的下部，塔顶设有冷凝器，以主塔来的液空作为冷源，将上升蒸气冷凝，作为回流液。在塔顶引出气体（已不含比氧沸点高的杂质）进入第二精馏塔的中部。第二精馏塔设上、下冷凝器。上部冷凝器以主冷为冷源；下部冷凝器以下塔富氧蒸气作为冷凝液，通过精馏，去除比氧沸点低的氩、氮等杂质。塔顶引出废气，塔底获得高纯气氧，最后经膜式压缩机压缩充瓶。
第二种流程是采用预净化设备和一个高纯氧塔。从主冷塔引出99.5%～99.6%的气氧进入催化反应器，用常温催化法清除碳氢化化合物。催化剂为钯或铂，反应温度为450℃；如催化剂为银_铝，则反应温度为550℃。反应后生成的二氧化碳和水，再用5A分子筛来清除。而后经热交换器冷却，进入纯氧塔底部。塔顶冷凝器以外供液氮作为冷源。在塔底冷凝器中，将含有氦、氙、碳氢化合物的液氧排放；下冷凝器顶部引出氖、氦、氢等杂质；上冷凝器顶部排除含氮、氩的气氧。在纯氧塔偏底部塔板上引出高纯度气氧。
以液氧和以气氧制取高纯度氧的两种方法对比可见：以液氧为原料制取高纯氧的工艺流程简单易行。另外，采用液氧制取99.999%高纯氧时，只采用单台高纯塔，需另设置终端纯化器。