填料塔的工作原理主要依賴於塔內填充的多種形狀的填料，這些填料使液體沿其表面流動形成液膜，並在連續流動的氣體中分散，從而增大氣液兩相的接觸面積。
在填料塔中，液體通常從塔頂通過液體分布器噴淋到填料上，並沿填料表面向下流動，形成膜狀流動。氣體則從塔底送入，通過氣體分布裝置後，與液體形成逆流或並流，連續通過填料層的空隙，在填料表面上進行密切的氣液接觸傳質。
填料塔的特點是氣液兩相在填料表面進行連續的接觸式傳質，這種傳質方式有助於提高傳質效率。在填料塔中，由於液體沿填料層向下流動時可能向塔壁集中，形成所謂的壁流效應，這可能導致氣液兩相在填料層中分布不均，從而影響傳質效率。因此，當填料層較高時，可能需要分段設定並使用再分布裝置以改善液體的分布。
此外，填料塔的結構相對簡單，適用於多種工業操作，如氣體吸收、蒸餾、萃取等。