刮膜器的工作原理主要基於物質的相變，即在加熱過程中液態物質逐漸轉化為氣態物質，即蒸發。
刮膜蒸發器工作時，物料從加熱區的上方徑向進入，經布料器分布到加熱壁面，然後旋轉的刮膜器將物料連續均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜，並以螺旋狀向下推進。在此過程中，旋轉的刮膜器保證連續和均勻的液膜產生高速湍流，並阻止液膜在加熱面結焦、結垢，從而提高傳熱效率。輕組份（低沸點物質）被蒸發形成蒸汽流上升，經汽液分離器到達直接相連的外置冷凝器，而重組份（高沸點物質）則從蒸發器底部的錐體排出。
刮膜蒸發器的特點包括高速流動、熱傳遞效率高、停留時間短，並且可以在真空條件下進行降膜蒸發。