三效蒸發器中由于蒸發換熱室內壓力較大，廢水在蒸發換熱室中在高于正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結晶蒸發室后，廢水的壓力迅速下降導致部分廢水閃蒸，或迅速沸騰。廢水蒸發后的蒸氣進入二效強制循環蒸發器作為動力蒸氣對二效蒸發器進行加熱，未蒸發廢水和鹽分暫存在結晶蒸發室。

一效、二效、三效強制循環蒸發器之間通過平衡管相通，在負壓的作用下，高含鹽廢水由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷地被蒸發，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水中的鹽分超過飽和狀態時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發結晶室的下部的集鹽室。

三效蒸發器的冷凝器連接會有真空系統，在進行使用時會抽掉蒸發系統內產生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發器保持負壓狀態，提高蒸發系統的蒸發效率。在負壓的作用下，三效強制循環蒸發器中的廢水產生的二次蒸氣自動進入冷凝器，在循環冷卻水的冷卻下，廢水產生的二次蒸氣迅速轉變成冷凝水。