多效蒸馏水机的工作流程如下：原料水在一效预热器被工业蒸汽凝结水加热，进入以后各效预热器被二次蒸汽的凝结水（蒸馏水）加热；到冷凝器被二次蒸汽、蒸馏水加热；然后在蒸发器顶部经分水装置，均匀地分布进入蒸发列管，在蒸发列管内形成薄膜状的水流；这些水流因为薄所以很快被蒸发，产生二次蒸汽；未被蒸发的原料水被输送到下一效，作为次效蒸发器的原料水，以后各效与此类似，未被蒸发的进入下一效，直到***后一效仍未被蒸发的， 将作为凝结水排放；被蒸发的原料水，现在是二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，经中上部特殊分离装置处，进入纯蒸汽管路，作为次效的热源；二次蒸汽在次效被吸收热量后凝结成蒸馏水；各效过程与此相似，各效的蒸馏水和末效的二次蒸汽被冷凝器收集，并经过与冷却水、原料水换热，冷却成为蒸馏水；经过电导率的在线检测，合格的蒸馏水作为注射用水输出，不合格的蒸馏水将被排放。

原料水转化成的二次蒸汽是洁净蒸汽，它经过三次分离作用：在***初进入蒸发器后，沿列管向下流动，同时蒸发，这是次分离；被蒸发的原料水（二次蒸汽）在蒸发器的下端180度折返，杂质在重力作用下，被分离到下部，这是第二次分离；被蒸发的原料水，即二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，到中分离装置处，进行第三次分离。

冷却水只在冷凝器通过，对各效产生的蒸馏水和末效的二次蒸汽进行降温。工业蒸汽在效的蒸发器对原料水进行加热，其凝结水在效的预热器对原料水加热，热量被吸收后成为凝结水排出机外。在冷凝器中，有一种不能凝结成水的一部分气体，被称作不凝性气体，此部分气体将由安装在冷凝器上部的排出装置去除。根据机型的不同，在各效蒸发器上也可能设有此种不凝气体连续排放装置。