石英砂过滤器筒体内以不同粒径的滤料，从下至上按大小压实排列。当水流自上往下流过滤层时，水中含有的悬浮物质流进上层滤料形成的微小孔隙，受到吸附和机械阻流作用，悬浮物被滤料表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生“重叠”和“架桥”作用，在滤层表面形成薄膜，继续发生过滤作用。这即是所谓滤料表层的薄膜过滤效应。这种薄膜过滤效应不但表层存在，而当水流进入中间滤料层时也产生这种截留作用。与表层的薄膜过滤效应不同的是，这种中间截留作用称之为渗透过滤作用。
此外，由于滤料彼此之间紧密排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料颗粒形成的曲曲弯弯孔道时，就有更多的机会和时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是水中的悬浮物红滤料的颗粒表面絮凝相互粘附，发生接触混凝作用。
过滤的工作原理是通过薄膜过滤—渗透过滤—接触混凝等过程，使水质得到净化处理。
石英砂过滤器是利用石英沙作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，使水澄清的水处理设备。根据不同的产水量，需配备不同目数（不同直径的石英沙颗粒）的石英砂，都是用于水处理除浊，软化水，以及纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。

石英沙过滤器的应用范围
石英沙过滤器作为多介质过滤器中的一种过滤方式，常常与活性碳过滤器一起搭配使用，因为石英沙过滤器可以除去水中的悬浮物质、固体颗粒。悬浮固体，以及水中不溶解的非胶态的固体物质。而活性碳过滤器则可以除臭﹑去色﹑脱氯﹑去除有机物﹑重金属﹑合成洗涤剂﹑病毒及放射性物质等。属水质深度处理的一种常规设备。也常常被用来作为反渗透过滤设备，超级过滤设备，纳滤设备，微滤设备等的前期预处理，用于去除水中的悬浮物质及颗粒较大物质。延长后级过滤设备的使用寿命。