اصل کار اسپری خشک کن این است که مایع خام را از طریق اتومایزر به قطرات ریز پراکنده می کند، سپس با جریان هوای گرم تماس می گیرد، از جریان هوای گرم برای برداشتن آب در قطرات استفاده می کند و در نهایت محصول خشک شده را دریافت می کند. در خشک کن اسپری، هوا از طریق یک فیلتر تصفیه می شود تا گرد و غبار و ناخالصی ها از بین برود. سپس هوا توسط بخاری تا دمای مشخص شده گرم می شود و هوای گرم شده وارد توزیع کننده هوا در بالای دستگاه اسپری خشک کن می شود. توزیع کننده هوا هوای گرم را به شکل مارپیچی به داخل برج خشک کن می فرستد و جریان هوای گرم چرخشی را تشکیل می دهد.
پمپ پریستالتیک مواد حلال را به بالای دستگاه اسپری خشک کن می رساند و مواد را به قطرات ریز از طریق اتومایزر پخش می کند. دستگاه اتمایزر قطرات کوچک آب را از طریق یک نازل خاص به داخل برج خشک کن می پاشد و یک غبار تشکیل می دهد. این مواد مه آلود پس از ورود به برج خشک کن با هوای گرم تماس پیدا می کنند. هوای گرم به سرعت رطوبت مه مانند مواد را تبخیر می کند و به مواد خشک شده اجازه تشکیل می دهد. این مواد خشک شده هوای گرم را به جداکننده سیکلون دنبال می کنند. در جداکننده سیکلون، مواد از هوا جدا می شوند. از طریق عمل یک سیکلون، مواد در پایین جداکننده سیکلون جمع آوری می شوند، در حالی که هوای گرم توسط مجرای اگزوز تخلیه می شود.
برای موادی که خیلی کوچک یا سبک هستند، می‌توان یک دستگاه پاک‌کننده گرد و غبار کیسه‌ای را بعد از جداکننده سیکلون اضافه کرد تا این مواد را فیلتر و جمع‌آوری کند. دستگاه حذف گرد و غبار کیسه ای می تواند به طور موثر موادی را که به طور کامل توسط جداکننده سیکلون جدا نشده اند را فیلتر و جمع آوری کند و کارایی جداسازی و عملکرد محصول را بهبود بخشد.
موارد فوق اصل اصلی کار اسپری خشک کن است. طراحی خاص و فرآیند عملکرد اسپری خشک کن ممکن است با توجه به مدل خاص و شرایط استفاده متفاوت باشد. اما به طور کلی، اصل اصلی تبدیل مایع مواد خام به محصول خشک و دستیابی به جداسازی و جمع آوری مواد از طریق فرآیندهایی مانند جریان گاز داغ و جداسازی سیکلون است. طراحی خاص و فرآیند عملکرد اسپری خشک کن ممکن است با توجه به مدل خاص و شرایط استفاده متفاوت باشد. اما به طور کلی، اصل اصلی تبدیل مایع ماده خام به محصول خشک و دستیابی به جداسازی و جمع آوری مواد از طریق فرآیندهایی مانند جریان گاز داغ و جداسازی سیکلون است.