多效式蒸餾水製造機利用熱交換器的工作原理，第一柱由外部蒸汽加熱，其他柱則是用第一柱的純蒸汽來加熱下一柱。利用蒸發器和冷凝器，迫使水進行兩次變化。詳細描述如下：
首先，讓蒸發器內的給水通過熱交換器，由液態轉變為氣態，再利用其潛熱進入分離器。分離器內部裝有特殊的防霧器和高離心力旋風裝置，蒸汽通過180度連續旋轉，當通過上述特殊裝置時，將顆粒、液滴和熱原分離，離開分離器的蒸汽是無菌且不含溶液固體及熱原。這些顆粒和液滴將返回到蒸發器柱的低處再次加熱，只有高速淨化的蒸汽可以在這個階段通過分離器而進入冷凝器。
接著進行第二階段變化，冷凝器內的蒸汽會通過冷卻交換器，從蒸汽轉變成液體（餾出物），並使用分流閥來保證蒸餾水的質量。如果水質低於設定的純度，則排放到排水管道，否則會流入儲罐作為製藥用的注射用水。
此外，由於此仍採用多效式，在進水進入各柱前，先經由第一個冷凝器預熱，同時各柱的給水潛熱管道裝置內的蒸發均設有回收裝置，以節約蒸汽能的消耗。
