本发明提供了一种回收液化天然气冷能并用于生产液氧、液氮、液氩等液态气体的空气分离系统，该系统包括氮气制冷循环装置、空气冷却装置和空气分离装置，其中氮气制冷循环装置包括液化天然气换热器和气液分离器，液化天然气换热器用来将液化天然气的冷能隔离交换给氮气制冷循环装置中的氮气，气液分离器用来将经液化天然气换热器换热后的氮气分离为气态氮气和液态氮气，液态氮气在与原料空气交换冷能后汇合气态氮气重新进入液化天然气换热器。该系统不仅能够有效回收液化天然气的冷能，减少运行成本和环境污染，而且在生产液态产品时，能够大幅度降低电耗和水耗。