微型隔膜水泵依靠隔膜來回攪動來改變工作室的容積以吸入和排出液體，微型隔膜水泵是容積泵的一種特殊形式。

微型隔膜水泵主要由傳動部分和隔膜缸蓋組成。傳動部分是驅動機構，其驅動隔膜來回攪動。其傳動形式包括機械傳動，液壓傳動和氣動傳動。其中，液壓傳動被廣泛使用。微型隔膜水泵的工作部分主要由曲柄連桿機構，柱塞，液壓缸，隔膜，泵體，吸入閥和排出閥等組成，其中驅動機構和往復運動機構由曲軸，連桿，柱塞和液壓缸組成的立柱。柱塞泵相似。

當微型隔膜水泵工作時，曲柄連桿機構由電機驅動，帶動柱塞往復運動。柱塞的運動通過氣缸中的工作流體傳遞到隔膜，隔膜來回攪動。

微型隔膜水泵的缸蓋主要由隔膜隔開，用以將待輸送的液體與工作介質分開。當隔膜移動到傳動機構的一側時，泵缸內的工作腔處于負壓狀態，并吸入液體。當隔膜移動到另一側時，將液體排出。待輸送的液體通過泵缸中的隔膜與工作流體分離，并且僅接觸泵缸，吸入閥，排放閥和隔膜的內側，而不會接觸柱塞和密封裝置，從而使塞子完全在含油介質中工作。

微型隔膜水泵膜片須具有良好的柔韌性和耐腐蝕性，且材料通常為橡膠，四氟乙烯等。安裝在膜片兩側均帶有網眼的鍋底形零件以防止膜片局部變形太大，通常稱為隔膜限流器。 微型隔膜水泵具有良好的密封性能，可以輕松實現無泄漏運行，并且可以用于輸送腐蝕性和高粘度的液體，例如酸，堿和鹽等。