转轮除湿机的核心部件为一不断转动的蜂窝状干燥转轮。干燥转轮是由特殊复合耐热材料制成的波纹状介质所构成，波纹状介质中载有干燥剂（氯化锂、高效活性硅胶，分子筛等）。这种设计结构紧凑，且提供了巨大的除湿表面。除湿转轮由含有高度密封填料的隔板分为两个区：一为处理空气端2700的扇形区域；一为再生空气端900扇形区域。
除湿转轮在除湿过程中，不断缓慢转动。当处理空气区域的转轮2700扇面吸收或吸附了水分子，变成饱和状态后，将自动转到再生空气区域的900扇面，进入再生过程。在再生过程中，再生空气（一般为室外空气）经加热后，进入转轮再生区扇面，在高温状态下，转轮吸收或吸附的水分子被脱附，散失到再生空气中。再生空气由于在脱附过程中散发了热量，自身温度降低，变成了含湿量较大的湿空气。湿空气（废气）则由再生风机排至室外。
在上述边除湿边再生过程中，空气不断除湿，转轮不断被再生，如此周而复始，连续除湿。转轮的转速很慢，一般以12-24周/小时的转速转动，耗能极小。