沉降罐的工作原理主要基於利用重力作用使水中的懸浮物質沉澱並分離，具體過程如下：
污水進入沉降罐：污水從沉降罐進入，形成一個靜態狀態，不再受外部液位或流量變化的影響。
懸浮物質沉澱：在沉降過程中，污水中的懸浮物質沉澱並分離於水中，這些物質在罐底形成污泥層。
清水流出：經過沉澱分離的清水從沉降罐的出口流出。
沉澱的基本原理是利用重力作用使廢水中重於水的固體物質下沉，從而達到與廢水分離的目的。
沉降罐內部設有斜梯和網狀除沫器，可濾除懸浮於氣流中的液沫，以及設有外浮簡液位計和玻璃板液位計等附屬檔案，用於監測和控制沉降過程。
在含水原油的處理過程中，原油由進口管道流入沉降罐底部的水層內，在水層內進行水洗。破乳劑的作用是降低油水界面表面張力，由於油水密度的差異，實現油水分離。在原油上升至沉降罐集油槽的過程中，其含水率逐漸減小。經沉降分離後的原油進入集油槽後，經原油溢流管流出沉降罐；分離後的污水經上部水箱，由脫水立管排出。