預熱到一定溫度的料液自薄膜蒸發器上部進口進入蒸發器，被旋轉的液體分布器，分成多股物流流入圓筒內壁。每股物料在加熱內壁形成均勻液膜。

液膜吸收加熱介質傳給蒸發表面的熱量，在其表面進行物質的迅速蒸發，反復蒸發，料液逐漸被濃縮。

薄膜蒸發器內所蒸發的二次蒸汽通過二次蒸汽出口到外部冷凝器冷凝，冷凝器的冷卻介質一般為常溫的水。因蒸發往往是帶氣泡和液體飛濺的沸騰蒸發過程，二次蒸汽被冷凝之前，需要通過霧沫分離器，把夾帶的液滴去除。

薄膜蒸發器是新型高效蒸發器，傳熱系數高，蒸發強度大，對熱敏性物料的適應性強，對黏稠、結垢和結晶物料的適應性也比較好。薄膜蒸發器的成品濃度可調節幅度大。