旋風除塵器利用離心力將含塵氣流中的塵粒分離并 集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。

含塵氣流在進入旋風除塵器后沿著器壁由上而下作旋轉運動，這股旋轉向下的氣流稱為外渦旋，到達錐體底部轉而沿軸心向上旋轉，較后經排處管排出，這股向上旋轉的氣流稱為沒渦旋。

外渦旋和內渦旋的旋轉方向相同，含塵氣流作旋轉運動時，塵粒在慣性離心力推動下移向外壁，到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗實現凈化，旋風除塵器中的氣流要反復旋轉許多圈，且氣流旋轉的線速度也很快，因此旋轉氣流中粒子受到的離心力比重力大得多。對于小直徑高阻力的旋風除塵器，離心力比重力可大至2500倍。對于大直徑、低阻力的旋風除塵器，離心力比重力也大5倍以上。