濕膜加濕器加濕的基本原理是:水經上水泵由管路送至淋水系統，其下部是高吸水性的加濕材料--濕膜。水在重力作用下沿濕膜材料向下滲透，水分被濕膜材料吸收，形成均勻的水膜;當干燥的空氣通過濕膜材料時，水分子充分吸收空氣中的熱量而汽化、蒸發，使空氣的濕度增加，形成濕潤的空氣。空氣的濕度增加使溫度下降，但空氣的焓值保持不變。濕膜加濕器分為直排水加濕和循環水加濕兩種方式。

濕膜直排水加濕系統工作原理:經過電磁閥的清潔自來水通過供水管路送到濕膜頂部布水器，水在重力作用下沿濕膜表面往下流，從而將濕膜表面潤濕，流到接水盤中的水通過排水彎管排到下水管道中，此水不循環使用。

濕膜循環水加濕系統工作原理:潔凈的自來水(或冷凍水)通過進水管路送到濕膜循環水的循環水箱中，進入循環水箱的水由浮球閥或液位開關來控制。濕膜循環水的水泵將水箱中的水送到濕膜頂部布水器，通過濕膜布水器將水均勻分布，水在重力作用下沿濕膜表面往下流，將濕膜表面潤濕，從濕膜上流下來的未蒸發的水流進循環水箱，再由循環水泵送到濕膜頂部，此過程循環往復，從而達到節水的目的。

從理論分析，可以得知，低溫水的焓值較低，從液態變成氣態所需要吸收的空氣熱量也較大，往往水還沒有被汽化就從濕膜頂部流到了底部，此時的水溫雖然升高了，但又白白地流走了，造成能源的浪費且又達不到預定的加濕量，而濕膜循環水加濕器工作一段時間后水溫會比較高，此種溫度的水焓值遠高于冬季自來水焓值，故汽化比較容易，加濕效果好。工程上一般都優先采用濕膜循環水加濕器。