溢流井是一種重要的水利設施，主要利用重力作用和壓力控制原理來工作，具體如下：
重力作用。在晴天和小量降雨時，管道內的污水都被輸送至污水處理廠。但遇到大雨時，如果管道內水流量超過管道的輸水能力，雨污水就會從溢流口流入自然水體，如河道。這樣做可以防止水量超過管道輸水能力時可能發生的生活污水倒灌和路面漫水情況。
壓力控制。為了防止溢流井內壓力過高，需要進行壓力控制。這通常通過調節上溢流口與管柱壁的距離來實現，以控制液體和氣體在井內的壓力分布。
此外，在油田生產過程中，溢流井用於控制地下儲層壓力，防止井口噴涌。其工作原理還包括物料分離和設備結構的設計，以確保井內介質的準確輸送和處理。