實驗室超純水機一般采用專業的反滲透技術制造純水。純水機的工作原理是對水施加一定的壓力，使水分子和離子態的礦物質元素通過反滲透膜，而溶解在水中的絕大部分無機鹽(包括重金屬)，有機物以及細菌、病毒等無法透過反滲透膜，從而使滲透過的純凈水和無法滲透過的濃縮水嚴格的分開。反滲透膜上的孔徑只有0.0001微米，而病毒的直徑一般有0.02-0.4微米，普通細菌的直徑有0.4-1微米，純水機流出的水達到飲用水標準。

超純水機是在反滲透技術的基礎上，添加了離子交換和終端處理技術。有些還有深度離子除鹽、超濾和UV光氧化作用設備，出來的水水質優于國標GB/T6682-2008實驗室一級用水的水質要求。