作用原理如下：
当压缩空气进入油水分离器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。
1、常见的为撞击式油水分离器和环形回转式油水分离器，其工作原理如下：
压缩空气自入口进入油水分离器壳体后，气流先受隔板阻挡撞击折回向下，继而又回升向上，产生环形回转。这样使水滴和油滴在离心力和惯性力作用下，从空气中分离析出并沉降在壳体底部。
2、而另一种油水分离系统，内部采用不锈钢丝网聚结填料，壳体用钢制焊接罐体结构，一般使用压力为0.1Mpa-2.5Mpa。
其原理是利用旋风与不锈钢丝网捕雾的有机结合，同时采用直接拦截、惯性碰撞、布朗扩散及凝聚等机理，能有效的去除压缩空气中的尘、水、油雾，除水量、除油量大，适应工况范围广。
当含有油和水的压缩空气等气体通入油水分离器，大液滴在重力作用下落到油水分离器底部，雾状小液滴被丝网捕获凝结成大液滴落到油水分离器底部。夹带的的液体因此被分离出来，被分离出来的液体流入下部经人工打开阀门排出或者在下部装上空气排液阀排出体外。
气泵油水分离器
1、气泵时间长了喷水的原因，是因为气泵买来，水滤都是装在泵上的。从气泵出来的高温气体还没有来得及降温，就进入水滤。到了喷笔端，气才冷下来。经过冷凝，喷笔就会喷水了。 2、解决办法：拧下水隔，或者扔掉随泵带的那个超小和一小白鼠一般大的小水隔。装了油水分开罐的水隔后，在气泵和水隔之间加装一根1米5以上的气管，让从泵里出来的热空气在这根比较长的气管里充分冷凝再进入水隔，这样就能有效的把水分都滤出去了。 3、天气预报中会提到空气湿度值，空气湿度越大，含有的水份越多，在喷漆时，空气被气泵压缩之后水会和空气分离（压缩比越大，水份会越大），通过油水分离器后就会有水被过滤出来，如果过滤的效果不好，或是不够，那就会有水从喷笔里喷出来。要缓解这种现象，可以多串几个油水分离器，或是尽量不要在阴湿的天气里喷漆。另外，在喷漆时，最好做到第一下不要冲着模型喷漆，先是冲外喷，之后不停笔移回来喷，停止后，第二次开始时，以此动作反复。
