除氧器在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内 孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。
　　除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，如除氧器除氧能力差，将对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失，引起的经济损失将是除氧器造价的几十或几百倍，国家电力部因此对除氧器含氧量提出了部颁标准，即大气式除氧器给水含氧量应小于15цɡ/L,压力式除氧器给水含氧量应小于7цɡ/L。

   除氧器根据亨利定律，如果水面上某气体的实际分压力小于水中溶解气体所对应的平衡压力，则该气体就会在不平衡压差的作用下，自水中离析出来，直至达到新的平衡为止。如果能从水面上完全清楚气体，使气体的实际分压力为零，就可以把气体从水中完全出去。这就是热力除氧的基本原理.道尔顿定律提供了将水面上气体的分压力降为零的方法。它指出：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和。除氧器当给水被定压加热时，随着水蒸发过程的进行，水面上的蒸汽量不断增加，蒸汽的分压力逐渐升高,及时排除气体，相应地水面上各种气体的分压力不断降低。当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水大量蒸发，水蒸气的分压力就会接近水面上的全压力，随着气体的不断排出，水面上各种气体的分压力将趋近于零，于是溶解于水中的气体就会从水中逸出而被除去。