自吸桶的工作原理主要依賴於其內部機械裝置產生的真空效應。以自吸式發酵罐為例，其裝有一種特殊設計的機械攪拌裝置，當攪拌槳轉動時，緊密貼在槳底的導氣管可借槳葉排出液體時所產生的局部真空把大氣中空氣經過濾後吸入罐內。具體來說，攪拌器由從罐底向上伸人的主軸帶動，葉輪旋轉時葉片不斷排開周圍的液體使其背部形成真空，於是將罐外空氣通過攪拌器中心的吸氣管而吸入罐內，吸入的空氣與發酵液充分混合後在葉輪末端排出，並立即通過導輪向罐壁分散，經擋板折流湧向液面，均勻分布。
此外，自吸桶的工作原理也可以套用於水泵。在水泵啟動前，需要先將泵體充滿液體，以確保能夠自吸成功。啟動電機後，葉輪開始轉動，液體在離心力和吸力作用下被抽出並送往出口。在泵體和管道中形成真空後，會出現液位反升的現象，此時形成一個氣液混合物體系。當氣液體系在回程管道內進入集水罐時，液體因重力作用而下落，而氣體則經過節流裝置後被排出。繼續旋轉葉輪，再次產生負壓，將空氣和管道中的液體一同吸出，不斷重複以上步驟。
總的來說，自吸桶的工作原理主要是通過內部機械裝置產生的真空效應，實現罐內或泵體內的氣體或液體的循環流動。