在一定溫度下氣體壓力P與容積V乘積等于常數的原理，利用水壓縮性極小的性質，用外力將水儲存在罐內，氣體受到壓縮壓力升高，當外力消失，壓縮氣體膨脹可將水排出。

膨脹罐主要由氣門蓋、充氣口、氣囊、碳鋼罐體、法蘭盤組成，當其連接到水系統上時，主要起一個蓄能器的作用，當系統水壓力大于膨脹罐碳鋼罐體于氣囊之間的氮氣壓力時，系統水會在系統壓力的作用下擠入膨脹罐氣囊內，

　　這樣一是會壓縮罐體于氣囊之間的氮氣，使其體積減小，壓力增大；

　　二是會增加系統整個水的容納空間，使系統壓力減小，直到系統水的壓力和罐體于氣囊之間的氮氣壓力達到新的平衡才停止進水

　　因為水的不可壓縮性，隨著水量的不斷增加，水室的體積也不斷的擴大而壓縮氣室，罐內的壓力也不斷的升高。當壓力達到設計壓力時，通過壓力控制器使補水泵關閉。

　　當系統內的水受熱膨脹使系統壓力升高超過設計壓力時，多余的水通過安全閥排至補水箱循環使用，當系統中的水由于泄露或溫度下降而體積縮小，系統壓力降低時，中的水被不斷壓入管網補充系統的壓降損失，當系統壓力至設計允許的壓力時，通過壓力控制器使補水泵重新啟動向管網及膨脹罐內補水，如此周而復始。