三次油气回收主要是针对下面两种种情况产生的油气进行回收处理：
由于汽油非常容易挥发，当油罐系统温度升高时，汽油蒸发加剧，会引起呼吸阀排放油气；由于热胀冷缩现象，当油罐系统温度降低时，呼吸阀会吸入空气，当油罐系统温度再次升高时，也会引起呼吸阀排放油气。
目前国内外对加油站三次油气回收的治理主要有冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法几种方法，以及它们的组合工艺。
冷凝法：是利用油气在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或增加压力，使油气首先凝结出来。
吸收法：是通过油气和吸收剂(轻柴油、低温汽油、有机溶剂)的逆流接触，利用油气中各组分在吸收剂中溶解度的不同而进行分离。
吸附法：是利用油气中各组分与吸附剂(活性炭、活性炭纤维、硅胶、分子筛等)间结合力不同，实现难吸附组分与易吸附组分的分离。因为所用吸附剂价廉易得，处理效果好，所以应用为广泛。
膜分离法：在压力驱动下，借助气体各组分在高分子膜表面的吸附能力以及在膜内渗透速率的差异进行分离。
四种油气回收工艺的比较：
现在加油站的三次油气回收装置一般都采用比较成熟的“冷凝+吸附”法。先采用二级冷凝将油气冷凝到-40度至-50度，通过二级冷凝后85%以上的油气都液化了，未冷凝为液态的浓度较低的油气再通过一个吸附系统，对油气进行富集，使油气浓度大大提高，同时体积大大减小了，这时富集的油气再进入三级冷凝系统深度冷凝，此时三级冷凝器的功率就大大的减小了。
此工艺的优点：
（1）有效的结合了冷凝法和吸附法的优点；
（2）由于用吸附系统对油气进行了富集，三级冷凝要处理的油气就大大的降低了，能耗也降低了；
（3）经过二级冷凝的油气是中低温油气，活性炭床的不会产生高温热点，吸附系统也克服了安全隐患。
