水刀机的工作原理简单却高度科技化，整个过程可概括为三个步骤：加压、聚束喷射和蚀刻切割：

***步是加压。普通工业自来水经过过滤和净化后，送入超高压增压泵，使水压提升至200兆帕至420兆帕（可达标准大气压的数百倍）；

第二步是聚束喷射。高压水流通过由红宝石、蓝宝石或金刚石制成的微米级精密喷嘴（孔径为0.1至0.4毫米），将高压能量转化为动能，形成速度达600至800米/秒的超音速细小喷流，远超声速；

第三步是蚀刻切割。纯净的水射流可直接清洗并切割海绵、布料等软质材料；当切割金属、石材等硬质材料时，系统会自动将石榴石磨料颗粒混合到水流中。高速磨料颗粒反复撞击工件表面，逐层剥离材料的表面结构，并沿数控预设轨迹完成连续切削。  

整个加工过程完全不涉及燃烧、高温或电弧，属于典型的冷切割工艺。