虹吸式咖啡壶原理基于虹吸现象和差压原理。虹吸现象是指当液体在一根垂直管子中被抽出时，自然因为不可逆的气压影响，在管子里留下一定的空气，这个空气即是虹吸现象。虹吸现象的特点是可以让液体从低处流向高处。
在虹吸式咖啡壶中，靠下的水箱通过一根长管连接着放置着磨好的咖啡粉的咖啡壶，靠上的咖啡壶中装有一个过滤网。当点燃燃料热源时，水箱中的水开始受热蒸发形成蒸汽，并通过长管进入咖啡粉的咖啡壶。热蒸气的压力增强因而水也会随之向上升。当水上升到咖啡粉的咖啡壶时，磨好的咖啡粉中的咖啡芳香物质被水分溶解，形成咖啡液并通过过滤网回到靠下的咖啡壶中。
整个过程中，虹吸式咖啡壶借助压燃热源的热能，使水在长管中形成蒸汽，在差压和虹吸现象的作用下，让咖啡液从下部水箱一路通过咖啡粉，最终落在上方的咖啡壶中。虹吸式咖啡壶因为这种精巧的工作原理而备受喜爱，并且常被人们归类为过滤咖啡的一种。