多級離心風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。根據動能轉換為勢能的原理，利用高速旋轉的葉輪將氣體加速，然后減速、改變流向，使動能轉換成勢能（壓力）。在單級離心式風機中，氣體從軸向進入葉輪，氣體流經葉輪時改變成徑向，然后進入擴壓器。在擴壓器中，氣體改變了流動方向造成減速，這種減速作用將動能轉換成壓力能。壓力增高主要發生在葉輪中，其次發生在擴壓過程。在多級離心式風機中，用回流器使氣流進入下一葉輪，產生更高壓力。
多級離心風機的風機的葉片，按其出口安裝角的大小可分為后彎式、前彎式、徑向三種形式。后彎式葉片的彎曲方向與葉輪旋轉方向相反，出口安裝角小于90度；徑向葉片的出口方向為徑向，出口安裝角等于90度；前彎式葉片的彎曲方向與葉輪旋轉方向相同，出口安裝角大于90度。可制成右旋和左旋兩種型式。從電動機一側正視：葉輪順時針旋轉，稱為右旋轉風機；逆時針旋轉，稱為左旋。
多級離心風機的特點：
1.大風量,低噪音,輕量化。
2.采用鋁合金材質,大幅降低重量,達到輕量化的目的。
3.馬達為全閉外扇型鋁框馬達，特殊軸心設計，可適全長時間使用。
4.特殊葉片設計，風量大，噪音低，壽命長。
5.特殊風量調節風門，風量控制穩定性高，操作容易樣式種類齊全。
6.安裝位共用底座，便于安裝，性能可靠、減震性好。
7.主機采用垂直剖分式，易損件少，維護簡單，運行安全。
