精餾塔的工作原理是利用混合物中各組分揮發度（沸點）的不同，通過多次部分汽化和部分冷凝，實現組分的分離，具體過程如下：

汽液兩相的形成：待分離的混合液從精餾塔的進料口進入塔內，在塔底再沸器的作用下，混合液被加熱至部分汽化，產生上升的蒸汽相和剩余的液體相，從而形成汽液兩相體系。

傳質傳熱過程：上升的蒸汽在塔內向上流動，與從塔頂向下流動的液體在塔板或填料上進行充分接觸。由于不同組分的揮發度不同，在接觸過程中，蒸汽中的難揮發組分（重組分）會部分冷凝進入液相，而液相中的易揮發組分（輕組分）會部分汽化進入氣相，這一過程同時伴隨著熱量的傳遞，即蒸汽冷凝放熱，液體汽化吸熱。

多次部分汽化與部分冷凝：在精餾塔內，上述傳質傳熱過程在每一塊塔板或填料段上反復進行。隨著蒸汽不斷上升，其中的輕組分濃度逐漸升高；而液體不斷下降，其中的重組分濃度逐漸增大。經過多次這樣的部分汽化和部分冷凝過程，最終在塔頂可以得到高純度的輕組分產品，在塔底得到高純度的重組分產品。

回流的作用：塔頂蒸汽經冷凝器冷卻凝結成液體后，一部分作為塔頂產品采出，另一部分作為回流液返回塔內。回流液為塔內的傳質傳熱過程提供了液相介質，保證了精餾過程的連續穩定進行，同時也有助于提高分離效果和產品質量。通過調節回流比（回流液量與塔頂產品采出量之比），可以控制精餾塔的操作和分離效果。