根據亨利定律，如果水面上某氣體的實際分壓力小于水中溶解氣體所對應的平衡壓力，則該氣體就會在不平衡壓差的作用下，自水中離析出來，達到新的平衡為止。如果能從水面上清理氣體，使氣體的實際分壓力為零，就可以把氣體從水中除去。這就是熱力除氧的基本原理。

道爾頓定律提供了將水面上氣體的分壓力降為零的方法。它指出：混合氣體的全壓力等于各組成氣體的分壓力之和。

當給水被定壓加熱時，隨著水蒸發過程的進行，水面上的蒸汽量不斷增加，蒸汽的分壓力逐漸升高，及時排除氣體，相應地水面上各種氣體的分壓力不斷降低。當水被加熱到除氧器壓力下的飽和溫度時，水大量蒸發，水蒸氣的分壓力就會接近水面上的全壓力，隨著氣體的不斷排出，水面上各種氣體的分壓力將趨近于零，于是溶解于水中的氣體就會從水中逸出而被除去。