防水面料的原理主要基於以下幾個方面：
表面張力作用：當水汽冷凝變成水珠後，水珠表面的張力作用使得水分子不能順利脫離水珠滲透，從而防止了水的滲透發生，使透汽膜具有防水功能。
拒水整理：織物經過拒水整理後，表面張力發生變化，由親水性變為疏水性，使得水滴能夠滾動而不潤濕織物，類似於荷葉上的水珠。
耐靜水壓整理：織物表面塗上一層不透水的連續薄膜，阻塞織物組織的空隙，阻礙水滴通過，這種方法也稱為塗層整理。
透濕性防水整理：疏水性物質在織物表面形成連續的薄膜，能防止水的滲透，並可經受長時間的雨淋和一定的水壓。這種整理使得織物具有一定的防水性能同時不降低透濕性能，保持穿著舒適。
不透濕性防水整理：不透濕性的防水加工織物通常用於防水帆布、帳篷及包裝用。
植物和動物材料的啟發：植物表皮細胞外層的蠟質覆蓋層和海豹和鯨魚的腸子曬乾後的防水效果，以及中國人將油塗在絲綢上製成的油布絲，這些都是早期防水材料的靈感來源。
綜上所述，防水面料的原理涉及表面張力的作用、化學拒水整理、物理塗層整理以及模仿自然界中防水現象的技術。