降膜蒸發是將料液自降膜蒸發器加熱室上管箱加入，經液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內，在重力和真空誘導及氣流作用下，成均勻膜狀自上而下流動。流動過程中，被殼程加熱介質加熱汽化，產生的蒸汽與液相共同進入蒸發器的分離室，汽液經充分分離，蒸汽進入冷凝器冷凝（單效操作）或進入下一效蒸發器作為加熱介質，從而實現多效操作，液相則由分離室排出。蒸發是濃縮溶液的單元操作，通常溶劑可揮發，而大多數溶質的蒸氣壓趨近于零，不能揮發。溶液在沸騰條件下，用汽化的辦法，排除部分溶劑，使其濃縮的過程，叫做蒸發。在大部分情況下蒸發器用水蒸氣作為加熱介質（通常稱之為加熱蒸汽、一次蒸汽或新鮮蒸汽），通過金屬壁間接傳熱給溶液，溶液受熱后，溶劑沸騰汽化，產生的蒸汽（大多數情況下也是水蒸氣）叫做二次蒸汽。

降膜蒸發器和降膜式再沸器如下圖(a)和圖(b)所示。料液從頂部進入料液分布器。料液分布器把料液均勻地分布到每根加熱管中，并使其呈膜狀沿管內壁往下流動，液膜受到從管壁傳人的熱量而蒸發汽化。當傳熱溫差不大時，汽化發生在強烈擾動著的膜的內表面，而不是在加熱管與液膜的界面（即加熱管內表面），因此不易結垢。產生的蒸汽通常是與液膜并流往下。由于汽化表面很大，蒸汽中的液沫夾帶量較少，料液在管內壁呈膜狀流動，不充滿管子的整個截面，所以通過的料液量可以很少。

降膜蒸發器的關鍵部件，降膜蒸發器的熱交換強度和生產能力實質上取決于料液沿換熱管分布的均勻程度。所謂均勻分布不僅是指液體要均勻地分配到每一根管子中，還要沿每根管的全部周邊均勻分布，并在整個管子的長度上保持其均勻性。當料液不能均勻地濕潤全部加熱管的內表面時，缺液或少液表面就可能因蒸干而結垢，結垢表面反過來又阻滯了液膜的流動從而使鄰近區域的傳熱條件進一步惡化。