混凝作用原理主要包括雙電層壓縮、吸附電中和、吸附架橋和網捕沉澱等機理。具體如下：
雙電層壓縮。在水中投入電解質（混凝劑），增加水中離子濃度，使膠體微粒的雙電層厚度減小，降低膠粒間的靜電排斥力，從而促使膠粒凝聚。
吸附電中和。膠粒表面強烈吸附帶異號電荷的物質，如高分子物質或帶異號電荷的離子，從而中和部分電荷，減少靜電斥力，使膠粒容易相互接近和吸附。
吸附架橋。高分子混凝劑溶於水後，形成具有線性結構的高分子聚合物，這些物質的一端可以吸附一個膠粒，另一端吸附另一個膠粒，通過這種方式使膠粒凝聚成較大的絮凝體。
網捕沉澱。某些金屬鹽或金屬氧化物作為混凝劑時，可以在水中形成金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽的沉澱物，這些沉澱物在沉降過程中能網捕水中的膠粒，促使其凝聚。