汽油泵的工作原理主要涉及將汽油從油箱中吸出，並通過管路和汽油濾清器壓送到化油器的浮子室內。這樣，汽油箱可以安放到遠離發動機的汽車尾部，並且可以低於發動機。汽油泵分為兩種主要類型：
機械驅動膜片式。這種泵通常依靠凸輪軸上的偏心輪來驅動，工作時，偏心輪頂動搖臂，拉下泵膜拉桿，使泵膜下降產生吸力，從而將汽油從油箱吸入，並通過油管和汽油濾清器進入汽油泵的油室。當偏心輪轉過一定角度不再頂動搖臂時，泵膜彈簧伸張，頂動泵膜上升，將汽油從出油閥壓送到化油器的浮子室。
電驅動式。這種泵不依賴凸輪軸，而是依靠電磁力來反覆吸動泵膜，電動汽油泵可以自由選擇安裝位置，並且能有效地防止氣阻現象。
汽油泵對於汽車發動機的正常運行至關重要，它不僅提供了燃油供應，還確保了燃油系統的有效運作。