水从恒速喷嘴喷入除氧器汽空间，进行初步除氧，然后落入水空间流向出水口；加热蒸汽排管沿除氧器筒体轴向布置，加热蒸汽通过排管从水下送入除氧器，与水混合并将水加热，同时对水流进行扰动，并将水中的溶解氧及其他不凝结气体从水中带出水面，达到对水进行深度除氧的目的。水在除氧器中的流程越长，则对水进行深度除氧的效果越好。蒸汽从水下送入，未凝结的加热蒸汽(此时为饱和蒸汽)携带不凝结气体逸出水面流向喷嘴的排汽区域(喷嘴周围排汽区域为未饱和水喷雾区)，当离析出来的气体积聚到一定浓度后，随同少量的蒸汽由排气口排出。    
    不凝结气体在流向排气口的流程中，除氧器筒体直径越大，在水容积一定的情况下，汽空问不凝结气体分压力越小，这样就能有效控制不凝结气体在液面的扩散，避免二次溶氧的发生，因此，除氧器筒体均采用大直径。无头除氧器的深度除氧阶段，是通过主蒸汽喷射入水箱下部来实现的。根据不同情况，蒸汽、热水和汽水混合物均能够充当除氧介质。在各种工况下，喷雾装置均能将凝结水充分雾化，并且和蒸汽进行充分地接触，加热到饱和温度，所以无头除氧器适应负荷变化的能力强。