吸水球的工作原理主要基於表面張力、毛細作用、高分子材料的吸水性能，以及水力學原理。具體來說：
表面張力原理。吸水球的表面由於分子間相互作用力而產生的表面張力，能夠吸附水分子形成大液滴。
毛細作用原理。吸水球表面的微小柔性絨毛在吸附水分後，利用毛細作用將水分順著絨毛向上提升，並通過吸水球內部的細微空隙聚集到球心，最終被聚氨酯材料吸附。
高分子材料的吸水性能。吸水球使用的材料能夠吸收自身重量多倍的水分，通過內部微小空隙吸附水分和污垢。
水力學原理。通過按壓吸水球形成負壓，利用大氣壓力形成虹吸作用，將水分通過吸管排出。