絮凝剂的主要作用是使水中的悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的。更具体来说，颗粒中较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。

絮凝剂的作用机理主要包括凝聚和絮凝两种过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程，而絮凝过程是由所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。此外，高分子絮凝剂通过自身的极性基或离子基团与质点形成氢键或离子对，加之范德华力而吸附于质点表面，在质点间进行桥连形成体积庞大的絮状沉淀而与水溶液分离。