油水分离器的主要工作原理是应用流体力学理论，在含油污水大流量不间断同步流经的瞬间，油珠借助污水高速流动时的动能，连续碰撞，由小变大，由此加速运动，使不同比重的油与水分流、分层和分离，最终实现油水分离的目的。