עקרון העבודה של משאבת מי ים דומה לזה של משאבת מים רגילה. כוח צנטריפוגלי שנוצר על ידי סיבוב האימפלר מניע את הנוזל ממרכזו לקצה האימפלר, ובו זמנית מייצר לחץ כדי להעביר את הנוזל למקום הרצוי. התהליך הספציפי הוא כדלקמן:
סיבוב האימפלר: מונע על ידי מנוע, האימפלר מסתובב, והלהבים על האימפלר דוחפים את הנוזל.
יצירת כוח צנטריפוגלי: הנוזל במרכז האימפלר יוצר כוח צנטריפוגלי עקב סיבוב האימפלר, ומשליך אותו לעבר קצה האימפלר.
העברת לחץ: בלחץ, הנוזל בקצה האימפלר עובר דרך צינור הפריקה ומועבר למקום הרצוי.
יניקה נוזלית: כאשר הנוזל במרכז האימפלר נמשך משם, נוצר מצב של ואקום או לחץ נמוך- בכניסת האימפלר. הנוזל במיכל היניקה נדחף לאחר מכן לתוך כניסת האימפלר בלחץ אטמוספרי או הידראולי, ובכך שואב ומפרק נוזלים ללא הרף.