洗杯器的工作原理主要包括清洗、漂洗和消毒過程。在清洗過程中，洗杯機會先將杯子浸泡在清洗液中，並通過噴淋和攪拌的方式確保水流能夠到達杯子的每一個角落，從而清除表面的污垢和細菌。漂洗過程的目的是清除清洗液的殘留物，通過加熱器升溫並加入清水對杯子進行噴淋清洗，以確保杯子表面光潔無菌。消毒過程則通過高溫消毒實現，排掉清水後加入高溫水進行蒸氣消毒，以達到95%以上的殺菌效果。
此外，還有一種洗杯器利用按壓動作產生高壓水流進行沖洗，簡化了操作流程，並且通過將水杯倒立的方式，使沖洗過的水自然流出，保持乾淨。
還有一種自動洗杯器的工作原理涉及感測器和電機的配合使用，通過感測器檢測杯子的位置，並由電機控制滾桶的運動，將杯子定位到清洗和殺菌消毒的位置。清洗系統工作後，滾桶電機帶動杯子運行到收取杯子的位置，完成整個清洗過程。