旋風分離器也稱作離心力分離器，它是利用含細粉氣流作旋轉運動時產生的離心力，把細粉從氣體中分離出來。嚴格地說，旋風分離器內氣流的運動情況相當復雜。由于細粉的凝聚與分散，器壁對細粉的反彈作用以及粒子間的摩擦作用等原因，分離機理很復雜，理論上的研究從未停止過。
在正常情況下，理論上旋風分離器能夠捕集5μm以上的粉體，分離效率可達90以上。但是，在實際生產運行中，往往由于制造不良，安裝使用不當或操作管理不完善等原因，造成分離效率下降。一般只有50～80，有時甚至更低。
含細粉的氣流進入旋風分離器后一面沿內壁旋轉一面下降，由于到達圓錐部后旋轉半徑減小，根據動量守恒定律，旋轉速度逐漸增加，氣流中的粒子受到更大的離心力。由于離心力產生的分離速度要比受重力作用的沉降速度大幾百倍甚至幾千倍，使細粉從旋轉氣流中分離，沿著旋風分離器的壁面下落而被分離。氣流到達圓錐部分下端附近就開始反轉，在部分逐漸旋轉上升，從升氣管排出。
旋風分離器直徑越小，入口速度越大，旋轉次數越多，則分離粒徑越小。對于實際的旋風分離器，由于氣流的擾動與壁面的摩擦，粒子分布不均、粒子與壁面的反彈作用以及形狀的影響，分離器臨界粒徑不是那樣準確，在分離出的物料中也會混入一部分細粒子。
旋風分離器的壓降也是一項重要性能指標，一般與氣體進口速度的平方成正比，即可用下式表示 旋風分離器的分離效率是很重要的技術指標，含細粉氣體中的粒子通常是由大小不均的顆粒組成。在分離技術上常用分散度來反應粒度分布情況，分散度是細粉中各種粒級所占的質量百分數。
實踐證明，旋風分離器的分離效率不僅與分離器的結構和操作條件有關，而且隨粒度分布而變。同一設備在相同的操作條件下，粒度分布不同，率也不同。因此，在分離技術上又用粒度分布來確定分離器的分離效率，這就是分級效率。表示了分離器對某一粒級粉體的分離效率。
當處理氣量較大時，采用一臺旋風分離器尺寸過大，效率有下降趨勢，可采用幾個小直徑的旋風分離器并聯組成一個旋風分離器組。減小旋風分離器的直徑，將使離心力和粒子沉降速度提高，因而也提高了除塵效率。
旋風分離器廣泛應用在對流干燥系統中，是從氣體中收集產品的主要設備。旋風分離器結構簡單，制造方便，只要設計合理，制造恰當，可以獲得很高的分離效率。對含塵量很高的氣體，同樣可以直接進行分離，并且壓力損失也比較小，沒有運動部件，所以經久耐用。除了磨削性物料對旋風分離器的內壁產生磨損或細粉粘附外，沒有其它缺點。