喷淋塔的工作过程可分为四个连续步骤，形成闭环净化系统：
废气导入与分布：含污染物（如粉尘、酸性气体、有机废气等）的废气从塔体底部进风口进入，经气流分布板均匀扩散后，缓慢向上流动，为后续气液接触奠定基础。
喷淋雾化与气液接触：循环水泵将水箱内的喷淋液加压后输送至喷淋管道，通过喷嘴雾化成密集的液滴群，自上而下喷洒。上升的废气与下降的雾化液滴在填料层内充分接触、碰撞，形成气液两相混合区。
污染物吸收与分离：在气液接触过程中，废气中的污染物通过不同机制被去除：对于粉尘颗粒，雾化液滴通过惯性碰撞、拦截作用将其捕获，形成含尘液滴；对于酸性废气（如 HCl、SO₂），则与喷淋液中的碱性物质发生中和反应，转化为无害的盐类物质；对于部分可溶性有机废气，通过溶解作用转移至液相中。
净化气除雾与排放：去除污染物后的净化气体继续上升至除雾层，残留的细小液滴被截留并回流至循环水箱，最终洁净气体从塔体顶部出风口达标排放。同时，含污染物的喷淋液落入水箱，经沉淀、过滤或添加药剂处理后，可再次进入喷淋系统循环使用，降低运行成本。
