往复泵的工作原理是蒸汽从进汽管进入配汽室，再通过汽缸左面的进汽口进入汽缸，汽缸活塞在蒸汽压力作用下，向右移动，废汽从汽缸右面的排汽口排入废汽室。汽缸活塞运动的同时，将与活塞杆相连的泵室活塞向同一方向推动，使水缸左边泵室真空，水通过吸水管和左边进水门被吸入左泵室。同时右边的出水门打开将水压出。汽缸活塞运动到右边顶端位置时，连杆的左移运动，将汽缸左边的进汽口关闭，右边的进汽口打开，进入蒸汽，活塞又开始左移。水泵活塞从右边吸水，从左边将水打出。通过水泵活塞随汽缸活塞连续不断的往复运动，就可以不断地吸水与压出水。
（1）泵的排出压力取决于蒸汽压力，由于汽缸面积比水缸面积一般要大2～2.5倍，因此能获得较高的压力。如不计磨擦阻力损失，在水缸活塞上能产生2～2.5倍锅炉蒸汽压力的水压力。
（2）泵的流量取决于蒸汽的流量，调节比较方便。这种泵不能用调节出水管上阀门的开度的节流方法来调节流量。一般用调节进汽阀门的开度来调节流量，也可以用出水管旁路回流到进水管的办法调节流量。这种泵能适应较大的负荷变化。
（3）有较高的效率，一般可达80%～95%。
但蒸汽往复泵结构笨重，体型较大，传动机构复杂，操作较麻烦，耗用蒸汽多，成本较高。由于这些原因，目前基本上已不用蒸汽往复泵作为锅炉的主要给水设备，一般只作为停电时的备用泵。但有些锅炉房考虑省煤器的连续进水，仍把便于调节流量的蒸汽往复泵作为锅炉的日常给水设备。