袋式除塵器是依靠編織的或氈織的濾布作為過濾材料來達到分離含塵氣體中粉塵的目的。它的工作原理是粉塵通過濾布時產生的篩分、慣性、粘附、擴散和靜電等作用而被捕集。
1.篩分作用
    含塵氣體通過濾布時，濾布纖維間的空隙或吸附在濾布表面粉塵間的空隙把大于空隙直徑的粉塵分離下來，稱為篩分作用。對于新濾布，由于纖維之間的空隙很大，這種效果不明顯，除塵效率亦低。只有在使用一定時間后，在濾布表面建立了一定厚度的粉塵層，篩分作用才比較顯著。清灰后，由于在濾布表面以及內部還殘留一定量的粉塵，所以仍能保持較高的除塵效率。
    對于針刺氈或起絨濾布，由于氈或起絨濾布本身構成厚實的多孔濾層，可以比較充分發揮篩分作用，不全依靠粉塵層來保持較高的除塵效率。
2.慣性作用
    含塵氣體通過濾布纖維時，氣流繞過纖維，而大于1um的粉塵由于慣性作用仍保持直線運動撞擊到纖維上而被捕集。粉塵顆粒直徑越大，慣性作用越大。過濾氣速越高，慣性作用也越大，但氣速太高，通過濾布的氣量也增大。氣流會從濾布薄弱處穿破，造成除塵效率降低。氣速越高，穿破現象越嚴重。過濾氣速越高，出口氣體含塵濃度也越大，除塵效率越低。
    過濾氣速對除塵效率的影響，在不同質量的濾布是不同的。斜紋玻璃布、薄緞紋玻璃布、厚緞紋玻璃布和平綢，由于濾布較薄，容易穿破，所以，隨著過濾氣速的增加除塵效率下降。單面絨棉布和呢料，由于濾布較厚，除塵效率并不完全取決于粉塵層的建立，同時不易穿破，所以隨過濾氣速增加，其除塵效率幾乎不變。
3.擴散作用
    當粉塵顆粒在0.2um以下時，由于粉塵極為細小而產生如氣體分子熱運動的布朗運動，增加了粉塵與濾布表面的接觸機會，使粉塵被捕集。這種擴散作用與慣性作用相反，隨著過濾氣速的降低而增大，粉塵粒徑的減小而增強。以玻璃纖維為例，纖維越細除塵效率越高。但纖維直徑細的壓力損失要比粗的纖維大，耐蝕性也越細趣差。
4.粘附作用
    當含塵氣體接近濾布時，細小的粉塵仍隨氣流一起運動，若粉塵的半徑大于粉塵中心到濾布邊緣的距離時，則粉塵被濾布粘附而被捕集。濾布的空隙越小，則這種粘附作用也越顯著。
5.靜電作用
    粉塵顆粒間相互撞擊會放出電子產生靜電，如果濾布為絕緣體，會使濾布充電。當粉塵和濾布所帶的電荷相反時，粉塵就被吸附在濾布上，從而提高除塵效率，但粉塵清除較難。反之，如果兩者所帶的電荷相同，則產生斥力，使除塵效率下降。所以，靜電作用能改善或妨礙濾布的除塵效率。為了保證除塵效率，必須根據粉塵的電荷性質來選擇濾布。一般靜電作用只有在粉塵粒徑小于1um以及過濾氣速很低時才顯示出來。在外加電場的情況下，可加強靜電作用，提高除塵效率。
    如前所述，過濾操作一定時間后，由于粘附等作用，塵粒在濾布網孔間產生架橋現象，使氣流通過濾布的孔徑變得很小，從而使濾布網孔及其表面迅速截留粉塵形成粉塵層。在清灰后依然殘留一定厚度的粉塵，稱為粉塵初層。由于粉塵初層中粉塵粒徑通常都比纖維小，因此篩分、慣性、粘附和擴散等作用都有所增加，使除塵效率顯著提高。由此可見，袋式除塵器的高效率，粉塵初層起著比濾布本身更為重要的作用。一般合成纖維布的網孔為20～50um，如為起毛的則為5～10um，用這樣的濾布，只要設計得當，就是0.1um的煙霧也能獲得接近100%的除塵效率。