離心脫水機主要由轉載和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩人轉轂腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉轂內壁上，形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉載的錐端，經轉載周圍的出口連續排出，液體則由堰四溢流排至轉載外，匯集后排出脫水機。
離心脫水機zui關鍵的部件是轉轂，轉轂的直徑越大，脫水處理能力越大，但制造及運行成本都相當高，很不經濟。轉載的長度越長，污泥的含固率就越高，但轉載過長會使性能價格比下降。使用過程中，轉載的轉速是一個重要的控制參數，控制轉轂的轉速，使其既能獲得較高的含固率又能降低能耗，是離心脫水機運行好壞的關鍵。目前，多采用低速離心脫水機。在作離心式脫水機選型時，因轉輪或螺旋的外緣極易磨損，對其材質要有特殊要求。新型離心脫水機螺旋外緣大多做成裝配塊，以便更換。裝配塊的材質一般為碳化鎢，價格昂貴。