潜水曝气机由潜水泵、射流器、散流器、吸气管和软管五部分组成。在传统射流机理基础上融合了散流技术，采用射流曝气方式。
运行时，水泵叶轮在潜水电机带动下高速旋转，将泥水混合物推入射流器形成射流，在射流周围产生负压区，将空气通过吸气管吸入射流喷嘴负压区，在射流器的喉管内进行气、水、泥充分混合，又通过射流器的扩散管将射流的动能逐步转变成压能后进入散流器。
在散流器内，气、水、泥混合物进一步混合，迫使气体继续剪切、粉碎并乳化，保证绝大部分氧充分溶解于水中。射流在高速前进过程中，在分散器内高速旋转的作用下，具有较高的角速度，使射流具有较强的穿透力，使微小气泡在水中行程远，增强搅拌、推流与增氧能力。
同时，在射流流体压力的作用下，射流携带氧分子和微小气泡，从散流器的喷嘴中倾斜向下喷出、扩散，形成对水体和对生化池底部污泥冲击、搅拌后，由池底缓缓上升至水面，微气泡在水中停留时间一般长达30秒以上，使空气中的氧充分被溶解和吸收，提高了氧转移效率和充氧能力。
潜水曝气机能使泥水与空气在射流器内产生较高的负压和强烈的紊动、搅拌、剪切，促使液膜与气膜高频振荡，使气泡直径大幅度减小，气泡数目增多，增大气泡的比表面积，同时也使气液膜变薄，能很大程度上降低传质阻力，使氧分子更好地从气相转移到液相。
