不同的液體有著不同的表面張力，而液體流過小孔時，表面張力越小，所通過的速率就越快，當不同的混合液體流入分離器后，首先進入聚結濾芯，聚結濾芯具有多層過濾介質，其孔徑逐層遞增。由于表面張力的差異，油液快速通過濾層，而水卻緩慢的多；又由于聚結濾芯采用親水性材料，微小的水滴更是吸附在濾層表面從而造成水滴的聚結。受動能的作用，小液滴競相通過開孔，逐漸匯成大的液滴，并在重力作用下沉降而與油液分離，通過聚結濾芯后的油液，仍有尺寸較小的水珠在慣性作用下向前至分離濾芯處。分離濾芯由特殊的疏水材料制成，在油液通過分離濾芯時，水珠被擋在分離濾芯的外面，而油液則通過分離濾芯，并從出口排出。
聚結脫水濾油機中的聚結分離內部安裝有兩種不同功能的濾芯---聚結濾芯和分離濾芯。聚結脫水濾油機當油液流經聚結分離器時，在其內部經歷過濾、聚結、沉降、分離四個過程階段，實現(xiàn)濾除顆粒污染物、脫出水分的功能。
油液首先從內向外流經聚結濾芯，聚結濾芯是由特殊玻璃纖維及其他合成材料進行適當?shù)慕M合，專門針對油液脫水配制而成，具有良好親水性。聚結濾心具有過濾顆粒污染物、聚結水分的雙重功能。最內層的高精度濾材首先濾除油液中的顆粒污染物；外面的破乳聚結層將油液中的微小水滴聚結成水珠。尺寸較大的水珠會依靠自身的重力沉降到積水槽，尺寸較小的水珠來不及沉降就會被油液挾帶著流向分離濾心。分離濾心是由經過特殊處理的不銹鋼網制成，具有良好的憎水性，當油液從外向內流經分離濾芯時，小水珠被有效的攔截在濾芯外面，只讓油液通過，不讓水分通過，從而進一步分離水分。
