本发明属于混合气体分离技术领域，具体为一种变压吸附的氧氮联合分离的方法与装置。其装置包括：至少两个装填有吸附剂的吸附塔；向吸附塔提供原料气的管线；自每个吸附塔取出产品气的管线；吸附塔与吸附塔之间进行气体组分与能量回收交换的管线，用以将吸附饱和后吸附塔内的气体动能到另外一个吸附塔；氧气和氮气产品气缓冲罐；氧气产品气连接至各个吸附塔的进料端的清洗管线与控制阀门；氮气产品至各个吸附塔出料端的清洗管线与控制阀门。本发明提出的分离方法，采用单一吸附分离过程即可同时获得两种高纯度产品氧气与氮气，能满足航空呼吸用氧要求；装置可高度集成，体积、重量符合未来航空航天机载氧氮提取的发展方向及机载设备的要求。