降膜蒸發器的原理是通過在換熱管內形成膜狀流動的物料，在重力作用下沿管壁下降，并在此過程中被管外的蒸汽加熱，達到蒸發溫度后產生蒸發。
具體過程如下：需蒸發的物料通過進料泵從降膜蒸發器頂部進入，走蒸發管內（管程），物料通過布膜器以膜狀分布到換熱管內，物料在憑借引力流下管腔時被管外的蒸汽加熱，達到蒸發溫度后產生蒸發，物料連同二次蒸汽從管內流下以薄膜的形式蒸發。二次蒸汽被蒸汽壓縮機壓縮后，送入降膜加熱室殼程做為加熱蒸汽。而在過程中把本身熱能經過管壁從外傳到管內蒸發中的物料，通過換熱后二次蒸汽冷凝成水排出降膜蒸發器外。
降膜式蒸發器的優缺點如下：
優點：
1、停留時間短：降膜式蒸發器是使液體呈薄膜狀向下流動，液體流速較大，因此蒸發給熱系數大，且在傳熱溫差下，蒸發效數增加，節省加熱蒸汽。
2、傳熱系數高：普遍采用的外熱式自然循環蒸發器的傳熱系數為930～1754W/m2·K，降膜式蒸發器的傳熱系數高達1390～2910W/m2·K。
3、二次冷凝水質量高：降膜式蒸發器由于溶液在蒸發時二次蒸汽逸出的溶液表面積和逸出后的空間大，二次汽逸出條件平和，所以，二次汽霧沫夾帶極少，二次汽冷凝水質量高。
4、操作簡單快捷：降膜式蒸發器的開車、停車，操作簡單快捷。
可選用低溫差：由于物料在管道過程中是靠自身重力沿管道內壁向下流動，而不是被壓差推動，所以可以選用低溫差。
5、結構合理：管式降膜蒸發器結構合理，由加熱蒸發室、分配盤、氣液分離室、除霧器、循環管等部分構成。
缺點：
1、操作性能受限：降膜式蒸發器操作性能主要取決于液體分布器的性能。
2、設備安裝要求高：尤其是對設備安裝垂直度要求較高。
3、不適用處理特定物料：降膜式蒸發器不適合處理易結垢或有固體顆粒的物料。
4、設備采購成本高：由于設計制造要求高，導致設備采購成本非常高。
5、對物料進料量和換熱管長度有要求：需對物料進料量和換熱管長度進行非常準確的設計計算才能滿足使用要求。