各種泵的工作原理皆同：利用活動閥門對流體（氣體，液體）流動的單向控制。流體在外力作用下進入閥體，不能從入口流回，只能從另一口（出口）流出。這樣反復此動作，將流體有一處輸送到另一處。
就是在啟動前不需灌水（安裝后第一次啟動仍然需灌水），經過短時間運轉，靠泵本身的作用，即可以把水吸上來，投入正常工作。
用通俗的說法就是電機帶動水泵葉輪高速旋轉，從而達到為給水施加壓力（離心力）的目的，而水泵內部的結構又促使水只會朝一個方向流動。
大多數情況下，水泵都是用抽水方面來運用的。從能量的觀點來看，泵是一種轉換能量的機器。它能把原動機的機械能量轉換成被輸送液體的能量使液體的流量和壓力增加。
汽車水泵一般由發動機的曲軸通過V帶驅動。傳動帶環繞在曲軸帶輪和水泵帶輪之間，曲軸一轉水泵軸也就跟著運轉，水泵軸又帶動葉輪轉動，從而實現將機械能轉化為液壓能。
葉輪是水泵工作的核心，葉輪本身的運動很簡單，只是和軸一起旋轉。但由于葉片的作用，葉輪中液體的運動是很復雜的；一方面隨葉輪旋轉作牽連運動，一方面在葉片的驅駛下不斷地從旋轉著的葉輪中甩出，即相對葉輪的運動。因此葉輪的外徑大小，葉輪葉片的高低及角度，以及與水泵殼體的間隙，直接影響著水泵的性能。
