捕集器的工作原理主要依賴於其設計類型，例如柴油微粒過濾器（DPF）、汽油機顆粒捕集器（GPF）和真空泵捕集器等，它們通過不同的機制來捕捉和清除排放中的顆粒物。以下是各種捕集器的工作原理：
柴油微粒過濾器（DPF）。這種設備通過其內部的密集金屬纖維氈等材料捕捉柴油發動機排放中的炭煙微粒。當微粒積累到一定程度時，通過燃燒器自動點火將其燃燒，轉化為無害的二氧化碳排出。
汽油機顆粒捕集器（GPF）。由蜂窩狀陶瓷組成，通過交替封堵過濾體，迫使排氣流從孔道壁面通過。顆粒物通過擴散、攔截、重力和慣性等方式被捕集。累積到一定程度後，通過氧化反應將捕集的碳顆粒轉化為二氧化碳。
真空泵捕集器。它通過物理吸附和化學吸附來捕集氣體。物理吸附利用多孔材料的表面積吸附氣體分子，而化學吸附則涉及催化材料與氣體分子之間的化學反應。
這些捕集器通常配備有感測器和電控系統，以監控和最佳化其性能。例如，GPF系統利用排氣壓差感測器和排氣溫度感測器來檢測過濾器中的顆粒物積存情況，並控制再生過程。