电子水泵的工作原理和机械泵有较明显的差别。

机械式水泵是发动机通过皮带轮带动水泵轴承及叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，然后从出水道或水管流出；叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。

而电子水泵是电机的圆周运动，通过机械装置使水泵内部的隔膜做往复式运动，从而压缩、拉伸泵腔(固定容积)内的空气，在单向阀作用下，在排水口处形成正压；在抽水口处形成真空，从而与外界大气压间产生压力差。在压力差的作用下，将水压入进水口，再从排水口排出。在电机传递的动能作用下，水持续不断的吸入、排出，形成较稳的流量。

电子水泵的结构目前有两种，一种与机械水泵相同，只是由于其使用点击直接驱动，而非通过发动机皮带轮转动，其结构就是将机械式水泵和皮带轮替换为电机。另一种使用橡胶替代泵轴的轴承，扩大了水泵电机的定子和转子的间隙，使冷却液直接流入到转子的周围，可以润滑泵轴、冷却水泵电机，这种水泵设计复杂，工艺成本高，主要用在低电压的直流电机驱动的电动水泵中。

在使用寿命方面，机械式水泵支撑水泵轴的轴承用润滑脂润滑，因此要防止冷却液泄漏到润滑脂造成润滑脂乳化，同时还要防止润滑脂的泄漏。

而电子水泵不存在上述结构，不会泄露，密封性好，寿命长。

在工作效率上，由于汽车行驶工况在实际中复杂多变，涉及启动、怠速、蠕行、加速、减速、爬坡等不同行驶要求，传统的发动机冷却水泵往往工作在非设计工况，效率低，在相同的配置和冷却要求下，电动水泵的实际能量消耗仅为机械水泵的不足一半，优势十分明显。