Theo nguyên lý chuyển đổi động năng thành thế năng, quạt ly tâm sử dụng cánh quạt quay tốc độ cao để tăng tốc khí, sau đó giảm tốc và thay đổi hướng dòng chảy để chuyển đổi động năng thành thế năng (áp suất). Trong quạt ly tâm một tầng, khí đi vào bánh công tác từ hướng trục, đổi sang hướng hướng tâm khi nó chảy qua bánh công tác, sau đó đi vào bộ khuếch tán. Trong bộ khuếch tán, khí thay đổi hướng dòng chảy và sự gia tăng diện tích mặt cắt ngang của đường ống làm chậm luồng không khí và sự giảm tốc này chuyển đổi động năng thành năng lượng áp suất. Sự gia tăng áp suất xảy ra chủ yếu ở bánh công tác và ở mức độ thấp hơn trong quá trình giãn nở. Trong quạt ly tâm nhiều tầng, dòng hồi lưu được sử dụng để đưa không khí sang cánh quạt tiếp theo, tạo ra áp suất cao hơn.