屋頂自然通風器的工作原理如下：
屋頂自然通風器最基本的動力是風壓和熱壓。
屋頂通風器風洞試驗表明：當風吹向建筑物是，建筑物對風有阻擋作用，在迎風面產生正壓力，在建筑的各個側面及背面形成負壓力。屋頂自然通風器風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。壓力差是影響通風的關鍵因素。壓力差的大小與建筑的造型、建筑周圍環境和建筑與風向的夾角有關系。另外，屋頂通風器流動空氣的壓力隨其速度的增加而減小，這樣就形成了低壓區。根據屋頂自然通風器的這種原理，在設計屋頂自然通風器時，要注意通風器的安裝位置。
屋頂自然通風器的另一原理是利用建筑內部空氣的熱壓差——即通常講的“煙囪效應”來實現建筑的自然通風。利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，室外新鮮的空氣則從建筑周圍的通風口被吸人。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。屋頂通風器在建筑設計中，可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔。在夏季，可將閥板打開，就像是大型的天窗。這樣，經過屋頂通風器冷卻的冷空氣便可吹向內部，而室內的熱空氣則由屋頂通風器排出。除此以外，屋頂通風器還設有調節室溫的啟閉系統。