Merivesipumpun toimintaperiaate on samanlainen kuin tavallisen vesipumpun. Juoksupyörän pyörimisen synnyttämä keskipakovoima kuljettaa nestettä siipipyörän keskustasta reunaan, jolloin syntyy painetta nesteen toimittamiseksi haluttuun paikkaan. Erityinen prosessi on seuraava:
Juoksupyörän pyöriminen: Moottorin käyttämänä juoksupyörä pyörii ja juoksupyörän lavat työntävät nestettä.
Keskipakoisvoiman muodostus: Juoksupyörän keskellä oleva neste muodostaa keskipakovoiman juoksupyörän pyörimisen vuoksi ja heittää sen juoksupyörän reunaa kohti.
Paineensiirto: Paineen alaisena juoksupyörän reunassa oleva neste kulkee poistoputken läpi ja toimitetaan haluttuun paikkaan.
Nesteen imu: Kun juoksupyörän keskellä oleva neste imetään pois, juoksupyörän sisääntuloon syntyy tyhjiö tai matalapaine{0}}. Imusäiliössä oleva neste pakotetaan sitten juoksupyörän tuloaukkoon ilmakehän tai hydraulisen paineen alaisena, jolloin neste imetään jatkuvasti sisään ja poistuu.