亨利定律指出：当液体和气体处于同一平衡状态时，在温度一定的情况下，单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。当水温升高时，水的蒸发量增大，水面上水蒸汽的分压力升高，气体分压力相对下降，导致水中的气体不断析出，达到新的动平衡状态，除氧器就是利用这种原理进行除氧的。
为达到良好的热力除氧效果，必须满足以下条件：
1、有足够量的蒸汽将水加热到除氧器压力下的饱和温度，以保证水面上水蒸气的压力接近于水面上的全压力；
2、及时排走析出的气体，防止水面的气体分压力增加，影响析出；
3、增大水与蒸汽接触的表面积，增加水与蒸汽接触的时间，蒸汽与水采用逆向流动，以维持足够大的传热面积和足够长的传热、传质时间。
