旋膜除氧器的工作主要基于亨利定律的热力学原理。以下是其详细的工作过程：
凝结水及补充水进入除氧器的起膜器组水室后，由于该处压力高于除氧器内的压力，水在一定的压差下从起膜器上的小孔喷向内壁，形成射流。这个射流过程强化了传热传质，使水在极短时间内、很小的行程上吸收大量的加热蒸汽，同时从水流中释放出大量的氧气。
在起膜器正常工作时，水室的水经过起膜器上的小孔射入起膜器内壁，由于内孔充满了加热蒸汽，水在射流运动中卷吸大量的加热蒸汽，产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高。同时，水从起膜器小孔喷出也是一个降压过程，这两个因素（水温升高、水压下降）都促使水中的溶解氧大量释放出来，扩散到起膜器内孔的加热蒸汽中去。
射流结束后，水沿着起膜器内孔壁旋转而下，形成一层水膜。液体在旋转流动时易产生紊流，且旋转水膜的持续时间比射流长得多，表面积又大，因此其传热传质效果十分理想。
另外，膜式除氧器中设计的新型平衡管和汽水分离装置，使析出的氧气能及时充分地随蒸汽流排入大气中去。
起膜器在工作中，其射流、旋膜、水裙三部分即可将水中的绝大部分溶氧分离出来，这些分离出的氧随着上升蒸汽从起膜器的内孔排到上封头内腔，然后再从排汽口排往大气。