表面冷凝器的工作原理是將被冷凝的物質和冷卻劑通過一種易傳熱的間壁隔開，通過間壁表面進行熱交換。
這種設備通常使用具有良好的導熱性能的材料製成，如銅。其最常見的設計是列管式換熱器，也稱為管殼型換熱器。表面冷凝器的主要功能是將氣體或蒸汽轉變為液體，這一過程涉及將管子中的熱量快速傳遞到管子附近的空氣中。冷凝器的工作過程是一個放熱過程，因此冷凝器的溫度通常較高。
在冷凝器中，常用的冷卻劑包括冷水、空氣、氨和氟利昂等。其中，氨和氟利昂在溫度較低的情況下使用，也被稱為冷凍劑。表面冷凝器適用於蒸氣含量大，不可凝物質較少的情況。