Su kuyusu makinelerinin çalışma prensibi esas olarak kaldıraç prensibine ve atmosfer basıncına dayanmaktadır. Bir piston, kapalı bir boru içinde ileri geri hareket edecek şekilde manuel olarak çalıştırılır ve tek yönlü bir valf, yer altı suyunu çıkarmak için basınç farkından yararlanarak suyun akış yönünü kontrol eder.
Yaygın bir el pompası kuyusunu örnek alırsak, çekirdek yapısı bir kuyu mahfazasını, pistonu, kolu (basınç çubuğu), çıkış borusunu ve iki tek- yollu vanayı (giriş vanası ve çıkış vanası) içerir. Çalışma süreci aşağıdaki gibidir:
Kolun kaldırılması: Piston yukarı doğru hareket ederek kuyu muhafazasının içindeki boşluğu artırır ve hava basıncını azaltarak bir düşük-basınç bölgesi oluşturur. Bu sırada kuyuya doğru gelen su basıncı ile alt giriş vanası açılır ve su kuyu kasasına alttan girer.
Kolun basılması: Piston aşağı doğru hareket ederek kuyu muhafazası içindeki basıncı arttırır, giriş valfini kapatır ve geri akışı önler. Eş zamanlı olarak mahfaza içindeki su sıkılarak piston üzerindeki çıkış valfi açılır ve pistonun üzerinden içeri girer.
Tekrarlanan işlem: Kolun yukarı ve aşağı tekrar tekrar basılmasıyla, su kademeli olarak çıkış borusuna kaldırılır ve sonunda dışarı akar.
