轉輪除濕機的核心部件為一不斷轉動的蜂窩狀干燥轉輪。干燥轉輪是由特殊復合耐熱材料制成的波紋狀介質所構成，波紋狀介質中載有干燥劑（氯化鋰、高效活性硅膠，分子篩等）。這種設計結構緊湊，且提供了巨大的除濕表面。除濕轉輪由含有高度密封填料的隔板分為兩個區：一為處理空氣端2700的扇形區域；一為再生空氣端900扇形區域。
除濕轉輪在除濕過程中，不斷緩慢轉動。當處理空氣區域的轉輪2700扇面吸收或吸附了水分子，變成飽和狀態后，將自動轉到再生空氣區域的900扇面，進入再生過程。在再生過程中，再生空氣（一般為室外空氣）經加熱后，進入轉輪再生區扇面，在高溫狀態下，轉輪吸收或吸附的水分子被脫附，散失到再生空氣中。再生空氣由于在脫附過程中散發了熱量，自身溫度降低，變成了含濕量較大的濕空氣。濕空氣（廢氣）則由再生風機排至室外。
在上述邊除濕邊再生過程中，空氣不斷除濕，轉輪不斷被再生，如此周而復始，連續除濕。轉輪的轉速很慢，一般以12-24周/小時的轉速轉動，耗能極小。