Ūdens tvaiku noņemšanai no tvaika izmanto tvaika separatora ierīci. Lai gan šis termins var attiekties uz specializētu iekārtu komplektu, kas darbojas saskaņoti, tvaika separatora ierīce var būt jebkas, kas novērš lieko ūdens tvaiku no tvaika, lai palielinātu tvaika dzinēja termisko efektivitāti. Tvaika mitruma separatora galaprodukts tiek saukts par “sausu” tvaiku, lai gan tajā joprojām ir ūdens gāzveida stāvoklī. Tvaika separatori tiek izmantoti visās jomās, sākot no klasiskajiem tvaika lokomotīvju dzinējiem līdz modernām turbīnu sistēmām, ko darbina kodola skaldīšana.
Parasts vai “slapjš” tvaiks, kas nav izgājis cauri tvaika separatoram, satur suspendētus ūdens pilienus, kas joprojām ir šķidrā stāvoklī. Tie rodas, kad ūdeni pietiekami ierosina viršanas procesa siltums, lai atbrīvotos no lielākās šķidruma masas, bet molekulām piešķirtā enerģija nav pietiekami liela, lai izjauktu pilienu virsmas spraigumu. Šie pilieni ne tikai joprojām ir šķidri, bet arī satur kodolus, ap kuriem gāzveida tvaiks var vieglāk atdzist un kondensēties.
Ar tvaiku darbināmas lokomotīves vienkāršākajā piemērā virs katla ir novietots tvaika kupols, kas darbojas kā tvaika separators. Tvaika ceļā no katla uz virzuļiem, kas darbina dzinēju, ir jānokļūst tvaika kupolā un atkal uz leju. Šis dizains rada pasīvu tvaika separatoru. Ūdens tvaiki, ko aiztur tvaika separators, pretējā gadījumā nonāktu virzuļa cilindros un tur kondensētos. Ja ļautu kondensēties pietiekami lielā daudzumā, ūdens virzuļa cilindrā radītu nesaspiežamu masu, radot stāvokli, ko sauc par hidraulisko bloķēšanu, kas izraisa visa dzinēja atteici.
Lai gan daži mūsdienu tvaika dzinēji joprojām izmanto tvaika kupolu, šo tvaika separatora veidu var papildināt ar citiem mitruma separatoriem, un tvaiks var iziet cauri vairākiem separatoriem, pirms nonāk turbīnās. Dažos pasīvos tvaika separatoros var būt šauras caurules, vārsti vai lāpstiņas, kas novērš šķidruma pilienu izplūšanu un atgriež visu savākto ūdeni katlā. Tos var veidot tā, lai tvaiks, kas iet caur tiem, virpuļotu, palielinot ierīces efektivitāti.
Turbīnas dzinējā briesmas ir dažādas, tvaika separatora nepieciešamība un funkcija būtībā ir vienāda. Ūdens pilieni augstspiediena tvaikā, kas plūst pāri turbīnām mūsdienu elektrostacijās, var sabojāt turbīnu lāpstiņas un citas daļas. Turklāt kondensāts uz lāpstiņām un turbīnas daļām laika gaitā var izraisīt eroziju. Lai gan šāda veida bojājumi var nebūt tik katastrofāli kā hidrauliskā bloķēšana, tas tomēr ievērojami samazinās turbīnas kalpošanas laiku.