移液器的工作原理分為兩種：內置活塞型和外置活塞型。

內置活塞是通過移液器內部活塞的運動，利用氣壓差將同等體積的空氣與目標液體置換。此方式中活塞與液體之間存在較長的空氣柱分隔，中間還有濾芯的阻隔，因此移液器活塞不被污染，更換吸頭很方便。常見的移液器比如Genex、Adonis、Colour等都屬于此類型。

外置活塞則是將活塞直接與目標液體接觸，當活塞拉起時，大氣壓將液體擠入吸頭內。此方式中活塞與液體之間無空氣間隔，氣壓為0，能夠避免由于液體氣/汽化導致的內外氣壓失衡，還能更好地應對流動性差的液體。如Stepper連續(xù)分液器則屬于此類。