Po načelu pretvorbe kinetične energije v potencialno energijo centrifugalni ventilator uporablja hitri vrteči se rotor, da pospeši plin, nato upočasni in spremeni smer pretoka, tako da se lahko kinetična energija pretvori v potencialno energijo (tlak). V enostopenjskem centrifugalnem ventilatorju plin vstopi v rotor iz osne smeri, pri prehodu skozi rotor se spremeni v radialno smer in nato vstopi v difuzor. V difuzorju plin spremeni smer pretoka in povečanje prečnega prereza cevovoda upočasni pretok, ki pretvori kinetično energijo v tlačno energijo. Povečanje tlaka se dogaja predvsem v rotorju, ki mu sledi postopek raztezanja. V večstopenjskem centrifugalnem ventilatorju se uporablja naprava za refluks, s katero se pretok zraka v naslednji rotor ustvari višji tlak.
Princip delovanja centrifugalnega ventilatorja je v osnovi enak tistemu turbinskega kompresorja, kar je posledica nizke hitrosti plina in majhne spremembe tlaka. Na splošno ni treba upoštevati spremembe specifične prostornine plina, to je, da se plin obravnava kot nestisljiva tekočina.
Centrifugalni ventilatorji so lahko sestavljeni v dve vrsti: desničarji in levičarji. S strani motorja obrnjeni navzgor: tekač se vrti v smeri urinega kazalca, kar imenujemo desni vrtljivi ventilator; ko se rotor vrti v nasprotni smeri urinega kazalca, se imenuje levi vrtljivi ventilator.
