水膜除尘器的主要部件有文丘里烟道、捕尘喷头、平衡水箱、旋风筒、落灰斗及水封槽等。
烟气在引风机的作用下，依次通过文丘里烟道、旋风筒、除尘器后烟道、烟囱排入大气。在进入文丘利烟道喉部时，遇到由捕尘喷头喷出的雾状水滴，大部分烟尘凝聚粘结成大灰粒，随烟气切向进入旋风筒，在旋转产生的离心力作用下被甩到筒壁上。旋风筒上部布置有除尘水溢流槽，水沿筒壁四周均匀流下，将甩向筒壁的烟尘冲到下部落灰斗内。为了防止溢流槽中因水压不稳造成水花飞溅影响除尘效果，设置了平衡水箱，以保持稳定的水压。