超滤净水器的工作原理主要是基于压力驱动的膜分离过程，它利用超滤膜作为过滤介质，通过一定的压力使水流过膜表面。超滤膜表面密布许多细小的微孔，这些微孔允许水及小分子物质通过，形成透过液，而体积大于膜表面孔径的物质，如悬浮物、胶体、蛋白质、细菌和大分子有机物等则被截留在膜的进液侧，形成浓缩液。这样，超滤净水器就能实现对原液的净化、分离和浓缩目的。
超滤膜的孔径范围通常在0.005至0.01微米之间，能够有效地去除水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物等。由于膜孔径较大，超滤过程在常温下进行，对热敏感的物质不会造成变性或降解。此外，超滤净水器在过滤过程中保留了水中的离子和部分有益物质，如矿物质和微量元素，同时节约用水。
当膜表面截留太多物质时，过滤效果会下降，但通过反冲洗或其他方法清洗掉膜表面的物质，可以恢复过滤效果。超滤净水器的滤芯通常采用食品级材料制成，如醋酯纤维或高分子材料，确保了使用的安全可靠性。此外，超滤净水器的安装和维护相对简单，使用快接管路技术，免除了使用者的后顾之忧。