清腸機的工作原理基于流體動力學與生理反饋機制的協同作用。設備通過精密水泵將經過濾、加熱至37–39℃的無菌水（或添加特定電解質溶液）經由一次性導管緩慢注入直腸，利用水的靜壓與重力作用促使水分沿結腸上行，軟化并沖刷附著于腸壁的糞便殘渣。注入過程中，設備內置的壓力傳感器持續監測腸腔內反壓，一旦超過預設安全閾值（通常為30–50 mmHg），系統自動暫停注水，防止腸壁過度擴張或穿孔風險。

在注水階段結束后，設備切換至排泄模式，依靠患者腹肌收縮或輕微負壓吸引，將含有廢物的液體經同一導管或雙腔導管中的回流通道引出，進入密閉廢液收集容器。此過程形成“灌注—滯留—排出”的循環，通常單次治療包含3–8個循環，總用水量控制在30–60升之間。部分高端機型配備流量計與電導率傳感器，可實時記錄灌注體積與廢液濁度，輔助評估清潔效果。

從生理學角度看，溫水刺激可激活腸壁副交感神經，增強結腸蠕動反射（gastrocolic reflex），促進內容物向遠端推進。同時，適度的機械沖洗有助于恢復腸道微生態平衡，減少內毒素吸收。然而，過度或不當使用可能破壞黏膜屏障、擾亂正常菌群，甚至誘發水電解質紊亂，故設備必須具備多重安全聯鎖機制，如超溫斷電、漏電保護、管路堵塞報警等，確保操作在生理耐受范圍內進行。