全自動除氧器在容器中，溶解于水中的氣體量是與水面上氣體的分壓成正比。采用熱力除氧的主法，即用蒸汽來加熱給水，提高水的溫度，使水面上蒸汽的分壓力逐步增加，而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當水被加熱至相應壓力下的沸騰溫度時，水面上全都是水蒸汽，溶解氣體的分壓力為零，水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體，包括氧氣均可被除去。

       全自動除氧器凝結水及補充水首先進入除氧頭內旋膜器組水室，在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向內孔，形成射流，由于內孔充滿了上升的加熱蒸汽，水在射流運動中便將大量的加熱蒸汽吸卷進來（試驗證明射流運動具有卷吸作用）；在極短時間很小的行程上產生劇烈的混合加熱作用，水溫大幅度提高，而旋轉的水沿著膜管內孔壁繼續下旋，形成一層翻滾的水膜裙，（水在旋轉流動時的臨界雷諾數下降很多即產生紊流翻滾），此時紊流狀態的水傳熱傳質效果最理想，水溫達到飽和溫度。

      氧氣即被分離出來，因氧氣在內孔內無法隨意擴散，只能隨上升的蒸汽從排汽管排向大氣。經起膜段粗除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這里混合進行二次分配，呈均勻淋雨狀落到裝到其下的液汽網上，再進行深度除氧后才流入水箱。水箱內的水含氧量為高壓0-7 цɡ/L,低壓小于15цɡ/L達到部頒運行標準。因旋膜式除氧器在工作中使水始終處于紊流狀態，并有足夠大的換熱表面積，所以傳熱傳質效果越好，排汽量小（即用與加熱的蒸汽量少,能源損失小帶來的經濟效益也可觀）除氧效果好產生的富裕量能使除氧器超負荷運行（通常可短期超額定出力的50%）或低水溫全補水下達到運行標準。