太阳能解层曝气机运行时，水泵叶轮在潜水电机带动下高速旋转，将泥水混合物推入射流器形成射流，在射流周围产生负压区，将空气通过吸气管吸入射流喷嘴负压区，在射流器的喉管内进、水、泥充分混合，又通过射流器的扩散管将射流的动能逐步转变成压能后进入散流器。在散流器内，气、水、泥混合物进一步混合，迫使气体继续剪切、粉碎并乳化，保证绝大部分氧充分溶解于水中。
太阳能解层曝气机在射流流体压力的作用下，射流携带氧分子和微小气泡，从散流器的喷嘴中倾斜向下喷出、扩散，形成对水体和对生化池底部污泥冲击、搅拌后，由池底缓缓上升至水面，微气泡在水中停留时间一般长达30秒以上，使空气中的氧充分被溶解和吸收，提高了氧转移效率和充氧能力。
太阳能解层曝气机上下交换混合复氧：解层过程是一个混合复氧过程，将表层富含溶解氧水转移到底层，提高底层水体溶解氧含量，预防水体因缺氧而腐化变质，并防止硫化物、胺类等化学物质散发，促进底层水体生化净水效果。同时，水底富氧防止磷的厌氧释放，悬浮泥可有效吸附溶解性磷化物。