Se utiliza un dispositivo separador de vapor para eliminar el vapor de agua del vapor. Si bien el término puede referirse a un conjunto especializado de equipos que funcionan en conjunto, un dispositivo separador de vapor puede ser cualquier cosa que elimine el exceso de vapor de agua del vapor para aumentar la eficiencia térmica de un motor a vapor. El producto final de un separador de vapor y humedad se denomina vapor «seco», aunque todavía contiene agua en estado gaseoso. Los separadores de vapor se utilizan en todo, desde locomotoras de vapor clásicas hasta modernos sistemas de turbinas accionados por fisión nuclear.
El vapor regular o «húmedo» que no ha pasado a través de un separador de vapor contiene gotas de agua suspendidas que aún se encuentran en estado líquido. Estos se crean cuando el agua se excita lo suficiente por el calor del proceso de ebullición para liberarse de la mayor masa de líquido, pero la energía impartida a las moléculas no es lo suficientemente grande como para romper la tensión superficial de las gotas. Estas gotitas no solo son todavía líquidas, sino que también presentan núcleos alrededor de los cuales el vapor gaseoso puede enfriarse y condensarse más fácilmente.
En el ejemplo más básico de la locomotora a vapor, se coloca una cúpula de vapor sobre la caldera para que actúe como separador de vapor. El vapor en su camino desde la caldera a los pistones que impulsan el motor debe subir a la cúpula de vapor y volver a bajar. Este diseño crea un separador de vapor pasivo. De lo contrario, el vapor de agua atrapado por el separador de vapor pasaría a los cilindros del pistón y se condensaría allí. Si se permite que se condense en una cantidad suficientemente grande, el agua crearía una masa no comprimible dentro del cilindro del pistón, creando una condición llamada bloqueo hidráulico, que hace que todo el motor falle.
Si bien algunas máquinas de vapor modernas todavía usan una cúpula de vapor, esta forma de separador de vapor puede aumentarse con otros separadores de humedad, y el vapor puede pasar a través de varios separadores antes de llegar a las turbinas. Algunos separadores de vapor pasivos pueden incluir tubos, válvulas o paletas estrechos que desalientan el paso de las gotas de líquido y devuelven el agua recolectada a la caldera. Estos pueden formarse de tal manera que hagan que el vapor que pasa a través de ellos se arremolina, aumentando la eficiencia del dispositivo.
Los peligros son diferentes en un motor impulsado por turbina, la necesidad y la función de un separador de vapor son esencialmente las mismas. Las gotas de agua en el vapor a alta presión que corre sobre las turbinas en las plantas modernas de generación de energía pueden dañar las palas de la turbina y otras partes. Además, la condensación en las palas y partes de la turbina puede provocar erosión con el tiempo. Si bien este tipo de daño puede no ser tan catastrófico como el bloqueo hidráulico, aún reducirá en gran medida la vida útil de una turbina.