淺層砂過濾器的工作原理主要包括過濾和反沖洗兩個過程，具體如下：
待處理的水從過濾器的進水口進入，在壓力作用下自上而下通過由不同粒徑砂粒組成的濾層。
水中的懸浮顆粒、膠體等雜質，因粒徑大于砂粒間的孔隙或因吸附作用，被截留在砂層中。
較粗的砂粒主要攔截較大顆粒的雜質，而較細的砂粒則能截留更細小的顆粒，從而實現對水的多級過濾，使水質得到凈化。
經過過濾后的水從過濾器底部的出水口流出，進入后續處理系統或直接回用。
隨著過濾的持續進行，砂層中的雜質不斷積累，導致過濾器進出口壓差增大。當壓差達到設定值或達到設定的反沖洗時間間隔時，反沖洗過程啟動。
反沖洗時，水流通過反沖洗進水口從過濾器底部進入，以較高的流速自下而上通過砂層，使砂粒處于流化狀態。砂粒之間相互碰撞、摩擦，從而將附著在砂粒表面和孔隙中的雜質沖刷下來。
反沖洗產生的污水攜帶雜質通過頂部的反沖洗排水口排出過濾器，直至砂層被沖洗干凈，恢復到初始的過濾性能。反沖洗結束后，過濾器重新進入過濾狀態，繼續對原水進行處理。
部分淺層砂過濾器還會在反沖洗過程中加入空氣輔助。通過在砂層底部通入空氣，形成氣水混合沖洗。空氣的擾動作用加強了砂粒間的摩擦和碰撞，能更高效地去除雜質，減少反沖洗用水量和時間，提高過濾器的整體運行效率。
