工作原理大致分为三种： 活性碳：较为常用，多用本质、煤质、果壳（核）等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。
反渗透：分离技术的一种，这种方法用压力将水通过合成的膜，膜仅允许纯水通过，而污染物被排除。采用的R/O反渗透技术，是美国政府和太空总署花费数亿美元，为解决太空人上月球的饮水问题，经过多年努力精心研制出的高科技成果。成本较高，适合水质较差的地区。
复合型：当一种工艺难以去除水中有害物质时，采用二种或两种以上的工艺即为复合型。如活性炭吸附，紫外线杀菌、活性炭吸附，反渗透、活性炭吸附，微过滤（超过滤）、聚丙烯超细纤维，活恬炭、微过滤（超过滤）等。在复合型净水器中，膜技术复合净水器净水性能优良，特别在去除微生物（细菌、藻类等）方面有比较显著的效果。