轉輪除濕機組的核心部件是一個蜂窩狀轉輪，轉輪由特殊陶瓷纖維載體和活性矽膠複合而成，轉輪兩側由特製的密封裝置分成兩個區域：處理區域和再生區域。當需要除濕的潮濕空氣通過轉輪的處理區域時，濕空氣的水蒸氣被轉輪的活性矽膠所吸附，幹燥空氣被處理風機送至需要處理的空間，而不斷緩慢轉動的轉輪載著趨於飽和的水蒸氣進入再生區域，再生區內方向吹入的高溫空氣使得轉輪中吸附的水份被脫附，被風機排出室外，從而使轉輪恢複了吸濕的能力而完成再生過程。
在轉輪除濕機組的內部，除濕轉輪密封係統分割為處理區域和再生區域，除濕轉輪以每小時8-12轉的速度緩慢旋轉，以保證整個除濕工作為一個連續的過程。當處理的潮濕空氣（稱處理空氣）進入轉輪270°形的處理區域時，空氣中水分子被轉輪內的吸濕劑吸收，水蒸氣同時發生相變，釋放出潛熱；而處理空氣區域的轉輪因吸收了一定的水分而趨向飽和；這時，處理空氣因自身的水分的減少和潛熱的釋放變成幹的、熱的空氣；並通過處理風機將幹風送出。同時在再生區域，另一路空氣先經過再生加熱器後，變成高溫空氣（一般為100~140℃）並穿過吸濕後的轉輪，使轉輪中已吸附的水分蒸發，從而恢複了轉輪的除濕能力；同時，再生空氣因蒸發了轉輪的水分而變成濕空氣；之後，再通過再生風機將濕空氣排到室外。