水阻櫃的工作原理主要涉及在電動機的轉子或定子迴路中串入特殊配置的電解液作為電阻。這種電解液充滿於兩個平面極板之間，構成一個電容狀的導電體。通過調整電解液的濃度、改變兩極板間的距離，或者在啟動過程中由於液體內部電解液溫度的升高導致電解液分子活動加劇，可以使串入電阻的阻值在起動過程中始終滿足電機機械特性對串入電阻值的要求。這樣，電動機可以在獲得最大起動轉矩及最小起動電流的情況下均勻升速。起動結束後，電氣開關會短接轉子迴路，完成啟動過程。
水阻櫃的阻值可以在設定的時間內自動實現由大到小的無級變化，從而使加在電動機定子上的端電壓逐步升高。當電動機的轉速接近額定轉速時，水電阻自動切除，投入全壓運行，實現電動機的低電流平穩軟起動。此外，水阻櫃還可以通過櫃內增加極板升降電機，勻速改變輸入輸出極板之間的距離，來改變電阻值的大小，逐步改變機端電壓，達到軟起動的目的。
根據電機的類型，水阻櫃可以分為轉子串水阻和定子串水阻兩種。轉子串水阻適用於繞線式電機，而定子串水阻適用於鼠籠型電機。在啟動過程中，水阻櫃通過自動調整電阻值，可以平滑無級調速，並使轉速達到額定轉速。如果水阻櫃在預訂的時間內啟動沒有完成，會發出故障報警並自動斷開高壓開關櫃，以保證電動機的安全。