实验室超纯水机一般采用专业的反渗透技术制造纯水。纯水机的工作原理是对水施加一定的压力，使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)，有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开。反渗透膜上的孔径只有0.0001微米，而病毒的直径一般有0.02-0.4微米，普通细菌的直径有0.4-1微米，纯水机流出的水达到饮用水标准。

超纯水机是在反渗透技术的基础上，添加了离子交换和终端处理技术。有些还有深度离子除盐、超滤和UV光氧化作用设备，出来的水水质优于国标GB/T6682-2008实验室一级用水的水质要求。