水妖精的原理主要基於其內部的氣泡在水面上升過程中產生的提水作用。
水妖精，也被稱為海綿過濾器或氣動式過濾棉，是一種小型的氣舉過濾器，它通過氣泵驅動，利用氣泡在水裡上升時產生的提水作用來過濾和增氧。這種設備通常吸附在水族箱的壁上，能夠有效地吸附排泄物和殘餘餌料。此外，濾棉中的細菌可以分解有機物，實現小空間內的生物過濾。
水妖精的工作原理還包括物理過濾和生化過濾兩個重要環節。物理過濾是通過水流帶動周邊水流匯集到水妖精處，將雜質吸附在海綿上。生化過濾則依賴於水妖精內的生化棉結構培養的硝化細菌等益生菌，這些細菌能夠淨化水中的有害物質如亞硝酸鹽和氨。