利用蒸汽将锅炉给水加热到除氧器压力下的饱和温度，这时水表面蒸汽压力接近于水面的全压力，溶解在水中的各种气体的分压接近零，根据气体溶解定律，此时给水就不具备溶解气体的能力，溶解在水中的气体就会从水中析出，从而达到除氧气的目的。
热力除氧的原理是建立在享利定律和道尔顿定律的基础上的。 享利定律指出：当液体和气体间处于平衡状态时，对应一定的温度，单位体积水中溶解的气体量道尔顿定律指出，混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和与水面上该气体分压力成正比。 热力除氧器（高效旋膜除氧器 ）是依据亨利定律，在结构上采用了三种不同功能的旋膜器组成的组件建立了汽态区段传质方法，完善了旋膜技术。
旋膜除氧器的传热、传质方式与已有的液柱式、雾化式和泡沸式不同，它是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸三种传热、传质方式缩化为一体的传热、传质方式，具有很高的效率。
将自然降膜改为强力降膜，增加液膜的更新度，使液膜沿管壁强力旋转卷吸大量蒸汽，增强传热、传质功能；将相向泡沸改为悬挂式泡沸，提高层中蒸汽流速高时泛点（飞溅），并将保持汽（气）体通道；将独立的三种传热传质方式缩化为一体，在一个单元的部件内完成。
