Angetrieben durch den Hochdruckpumpenausgang gelangt die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch tangentiale Kanäle in die Wirbelkammer und löst eine schnelle Rotationsbewegung in der Kammer aus. Gemäß dem Drehimpulserhaltungssatz ist die Rotationsgeschwindigkeit umgekehrt proportional zum Radius; Je näher sich die Flüssigkeit also an der Mittelachse befindet, desto höher ist die Rotationsgeschwindigkeit und desto niedriger ist der statische Druck. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit ein kritisches Niveau erreicht, sinkt der Druck in der Mitte des Zerstäubers auf Atmosphärendruck, wodurch die austretende Flüssigkeit einen konischen Ringfilm bildet, der um einen zentralen Luftkern wirbelt.
Während sich der Flüssigkeitsfilm ausdehnt, verstärken sich die durch starke Luftturbulenzen erzeugten Wellen, wodurch der Film in feine Bänder zerfällt. Unter dem Einfluss radialer turbulenter Geschwindigkeitskomponenten und der Relativgeschwindigkeit der umgebenden Luft zerfällt der Film in Filamente; Anschließend reißen diese Filamente und -angetrieben durch die Oberflächenspannung-bilden schließlich eine Sprühwolke aus unzähligen Tröpfchen.
