倒虹吸的原理主要利用了大氣壓力差和水位差，使管道內形成真空，從而推動水流。它通常由一個彎曲的管道組成，管道的兩端分別插入兩個容器中。當管道內部形成真空時，液體就會從高處向低處流動，並且可以超過管道最高點。它的原理是將運河引入一個封閉的管道內，然後通過管道穿越自然河流或其他人工渠道，並在出口處重新恢復運河狀態。這樣就可以實現運河和其他水體之間的隔離和互不干擾。
倒虹吸在開始工作時不需人為地製造管中的真空，因而更為普及。當渠水從一端流入向下彎曲的倒虹吸時，必先灌滿倒虹吸(從整個渠道水流來看，這時呈現出「留退」的狀況)，爾後才能「後推前」地從另一端流出，水流通過建築物，必將產生一個能量上的損失，因此，一定要使倒虹吸的進出口水面高程有一個必要的差值，使出口高程低於進口高程才行，出口低於進口(「地下」)，則水流將平順地通過，否則，渠水就會因倒虹吸出口端過高(「地高」)，受倒虹吸控制而流不過去。