多級離心泵的工作原理與地面離心泵一樣，當(dāng)電機(jī)帶動軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，充滿在葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿著葉片間的流道甩向葉輪的四周，由于液體受到葉片的作用，使壓力和速度同時增加，經(jīng)過導(dǎo)殼的流道而被引向次一級的葉輪，就是這樣原理，逐次地流過所有的葉輪和導(dǎo)殼，進(jìn)一步使液體的壓力能量增加。將每個葉輪逐級疊加之后，就獲得一定揚(yáng)程，將井下液體舉升到地面。

多級離心泵的工作原理是離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用把原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于離心泵的作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力(大氣壓)的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。

從總體上看，多級離心泵是若干個葉輪安裝在同一泵軸上，葉輪的外側(cè)是液體導(dǎo)流裝置及泵殼。然而，如何將葉輪組安裝在泵體內(nèi)或者從泵體內(nèi)取出呢？無外乎兩個辦法，一個是將泵體及導(dǎo)流裝置沿泵軸的軸線水平剖分，使其成為上下兩部分，這叫水平剖分式多級離心泵；另一個辦法是將泵體及液體導(dǎo)流裝置沿泵軸方向在葉輪之間以垂直于泵軸的平面剖切成若干個段，這叫分段式多級離心泵。