水经上水泵由管路送至淋水系统，其下部是高吸水性的加湿材料——湿膜。水在重力作用下沿湿膜材料向下渗透，水分被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜；当干燥的空气通过湿膜材料时，水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，使空气的湿度增加，形成湿润的空气。空气的湿度增加使温度下降，但空气的焓值保持不变。湿膜加湿器分为直排水加湿和循环水加湿两种方式。

湿膜直排水加湿系统工作原理:经过电磁阀的清洁自来水通过供水管路送到湿膜顶部布水器，水在重力作用下沿湿膜表面往下流，从而将湿膜表面润湿，流到接水盘中的水通过排水弯管排到下水管道中，此水不循环使用。

湿膜循环水加湿系统工作原理:洁净的自来水(或冷冻水)通过进水管路送到湿膜循环水的循环水箱中，进入循环水箱的水由浮球阀或液位开关来控制。湿膜循环水的水泵将水箱中的水送到湿膜顶部布水器，通过湿膜布水器将水均匀分布，水在重力作用下沿湿膜表面往下流，将湿膜表面润湿，从湿膜上流下来的未蒸发的水流进循环水箱，再由循环水泵送到湿膜顶部，此过程循环往复，从而达到节水的目的。

从理论分析，可以得知，低温水的焓值较低，从液态变成气态所需要吸收的空气热量也较大，往往水还没有被汽化就从湿膜顶部流到了底部，此时的水温虽然升高了，但又白白地流走了，造成能源的浪费且又达不到预定的加湿量，而湿膜循环水加湿器工作一段时间后水温会比较高，此种温度的水焓值远高于冬季自来水焓值，故汽化比较容易，加湿效果好。工程上一般都优先采用湿膜循环水加湿器。