مضخات الطرد المركزي متعددة المراحللها نفس مبدأ مضخات الطرد المركزي القياسية، وذلك باستخدام دوران الدفاعات داخل المضخة وقوة الطرد المركزي لنقل السوائل.
يكمن الاختلاف بين مضخات الطرد المركزي متعددة المراحل في بنيتها الداخلية، والتي تتضمن دافعات مفردة متعددة مرتبة في سلسلة. يسمح هذا التصميم بزيادة الضغط، مما يتيح للمضخة تحقيق تطبيقات الرأس الأعلى.
عندما تكون المكره أمضخة طرد مركزي متعددة المراحليدور عكس اتجاه عقارب الساعة، ويتم دفع السائل الموجود بالداخل إلى الخارج بواسطة شفرات المكره. تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يتم تشكيل حلقة حلقية مغلقة تتوافق مع شكل غلاف المضخة. الجزء السفلي من هذه الحلقة يكون مماسًا تمامًا لمحور المكره، بينما الجزء العلوي يلامس أطراف الشفرة. وهذا يخلق مساحة على شكل هلال بين محور المكره والحلقة السائلة، والتي يتم تقسيمها أيضًا بواسطة شفرات المكره إلى سلسلة من الغرف الصغيرة المساوية في عدد الشفرات.
مع أخذ النقطة السفلية (0 درجة) للمكره كنقطة انطلاق، خلال أول 180 درجة من الدوران، يزداد حجم كل غرفة صغيرة تدريجيًا. أثناء التوسع، تتصل الحجرة بمنفذ الشفط الموجود على الوجه النهائي، مما يسمح بسحب الغاز. وبمجرد اكتمال الشفط، يتم عزل الحجرة عن منفذ الشفط. مع استمرار المكره في الدوران، يقل حجم الحجرة، مما يضغط الغاز المحبوس. أخيرًا، عندما تتم محاذاة الحجرة مع منفذ التفريغ، يتم طرد الغاز المضغوط من المضخة.