微型隔膜泵的工作原理可以分為兩種主要模式，具體如下：
電機驅動模式。電機的圓周運動通過機械裝置轉化為泵內部隔膜的往復運動，隔膜的移動壓縮或拉伸泵腔內的空氣，形成負壓，從而在抽氣口處與外界大氣壓產生壓力差，氣體或液體在壓力差的作用下被吸入或排出泵腔。
螺桿驅動模式。泵中的螺桿（通常包括一個主動螺桿和兩個從動螺桿）在原動機的帶動下迴轉，螺桿之間的相互嚙合以及與襯筒內壁的緊密配合形成密封空間，隨著螺桿的轉動，這些密封空間在吸入端形成，將液體封入其中，並沿著螺桿軸向推移至排出端，從而連續吸入和排出液體。
這兩種模式分別代表了微型隔膜泵的兩種基本工作原理，即電機驅動的機械運動和螺桿驅動的液體運動。