Princip rada separatora zasniva se na kombinovanom delovanju gravitacije i procesa koalescencije. Tokom prolaska kroz koalescentni filter, čestice naftnih derivata se zadržavaju na njegovoj površini. Kako se akumulira sve veći broj kapljica, one se međusobno spajaju u veće aglomerate, odvajaju se od filterskog uloška i isplivavaju na površinu rezervoara, gde ostaju sve do uklanjanja tokom periodičnog čišćenja. Primena koalescentnog filtera značajno povećava efikasnost prečišćavanja atmosferskih voda i omogućava smanjenje potrebne zapremine separatora.