Működésükben az a közös, hogy a folyadék szállítására nyomáskülönbséget hoznak létre. Működési elvüket - vagyis a nyomáskülönbség létrehozását - tekintve a szivattyúk két legnagyobb csoportját az örvény- (vagy centrifugál-) szivattyúk és a térfogat-kiszorítás elvén működő szivattyúk alkotják. Az örvényszivattyúknál a meghajtó motor által közölt mechanikai energia egy (vagy több) forgó járókerék révén adódik át a folyadéknak: a nyomáskülönbség perdületváltozás révén jön létre. A térfogat-kiszorítás elvén működő szivattyúknál pedig a nyomáskülönbség valamely térfogat periodikus változásával alakul ki.

A szivattyúk legfontosabb üzemi jellemzői a tényleges térfogatáram és a tényleges szállítómagasság. A tényleges térfogatáram alatt a szivattyún időegység alatt átáramló folyadékmennyiséget értjük. Ez a volumetrikus veszteséggel (a járókerék és a ház közötti visszaáramlás a nyomóoldalról a szívóoldalra) kevesebb, mint a szivattyúba jutó vízmennyiség. A tényleges szállítómagasság a szivattyún átáramló folyadék energiájának növekedése, amit rendszerint méterben adnak meg: azonban nem azonos a szívó- és nyomótartály folyadékszintjei közötti különbséggel (geodétikus szállítómagasság). A tényleges szállítómagasságnak mindig nagyobbnak kell lennie, mint a geodétikus szállítómagasságnak, hiszen a szivattyú nemcsak a folyadék helyzeti energiáját változtatja meg, hanem a sebességi és nyomási energiáját is.

A szivattyúknál természetesen számolni kell veszteségekkel, ezeket a volumetrikus hatásfok, a hidraulikai hatásfok és a mechanikai hatásfok jellemzi. A volumetrikus hatásfokkal a járókerék és a ház közötti résben visszaáramló folyadék mennyiségét vesszük figyelembe (ez – mint láttuk – a szállított folyadék mennyiségét csökkenti); a hidraulikai hatásfokkal az áramlási veszteségeket (ez a szállítómagasságot csökkenti); a mechanikai hatásfokkal pedig az érintkező mechanikai elemek közötti súrlódást (ami a folyadéknak adott energiamennyiséget csökkenti) vesszük figyelembe. A szivattyúk összhatásfokát az imént ismertetett hatásfokok szorzata adja.

Többféleképpen csoportosíthatjuk. A járókerék kialakítása szerint létezik: radiális be- és kiömlésű kerék, félaxiális beömlésű és radiális kiömlésű kerék, félaxiális átömlésű kerekek, valamint axiális átömlésű kerekek. A járókerekek száma szerint beszélhetünk egy vagy több járókerekes örvényszivattyúkról. Ha nagy szállítómagasságot szeretnénk elérni, akkor az egyes járókerekeket egymás után sorban helyezik el (többfokozatú vagy turbószivattyúk): ilyenkor a folyadékot az előző fokozatból a következőbe terelőlapátokkal ellátott vezetőkerék továbbítja. A többfokozatú örvényszivattyúk speciális változata az ellenáramlású szivattyú: ebben a járókerekek egymáshoz képest háttal helyezkednek el. Ha nagy folyadékmennyiség szállítása a feladat, akkor párhuzamosan kapcsolják a járókerekeket (ezek a kettős beömlésű szivattyúk).

Az örvényszivattyúk szállítómagassága és folyadékszállítása erősen függ a hozzá kapcsolt fogyasztó(k)tól, annak/azoknak áramlástechnikai jellemzőitől: így a szivattyú gazdaságos működése érdekében egymáshoz kell illeszteni őket. Ez a gyakorlatban az örvényszivattyúk szabályozásával oldható meg, ami történhet fojtással, a fordulatszám változtatásával, megcsapolással és a lapátszög változtatásával. A hajtásuk történhet villany- vagy belső égésű motor segítségével. Az örvényszivattyú fontos jellemzője, hogy csak akkor lehet elindítani, ha fel van töltve folyadékkal. Nagy előnyük, hogy szilárd részecskékkel szennyezett folyadékok (zagyok) is szállíthatók velük (nem tömődnek el), ám a folyadék viszkozitásának növekedése rontja a hatásfokot. 

A vízről és általában a folyadékokról köztudott, hogy összenyomhatatlannak tekinthetőek. Az áramlástechnikai gyakorlatban ez nagy nyomáson így is van, ám kisebb nyomásnál nem feltétlenül, ami zavarokat okozhat az áramlásban. Ha a szivattyúban az abszolút nyomás az adott hőmérsékletnek megfelelő telített gőz nyomása alá csökken, akkor a folyadékból gőzök, gázok válnak ki, buborékokat alkotva. Amikor ezek a buborékok olyan helyre kerülnek, ahol a nyomás a telített gőz nyomásánál nagyobb, akkor a bennük levő gőzök lecsapódnak: vagyis a buborékok hirtelen összeroppannak. Ezen összeroppanások az érintkező felületek (például a járókerék, ház) különböző pontjaiba sűrűn, szabálytalanul váltakozó gyakorisággal ütéseket mérnek, amelyeknek pattogó hang, a szivattyú rezgése, a járókerék anyagának eróziója és ez utóbbi következménye a hatásfok és a folyadékszállítás csökkenése. A kavitációt előidéző helyi nyomáscsökkenést okozhatja a megnőtt helyi áramlási sebesség, a szállított folyadék felmelegedése, nyomáscsökkenés a szívóoldali tartályban, valamint a geodetikus szívómagasság növekedése. A kavitáció elkerülhető a geodetikus szívómagasság helyes megválasztásával, valamint az érintett szerkezeti elemek ellenálló anyagból készítésével. 

Ezeknek több változata létezik, egyik csoportosítási módjuk, hogy szelepesek vagy sem. Fontosabb jellemzőik a következők: a folyadékszállításuk a lökettérfogattól és a löketszámtól függ; általában ingadozó, nem egyenletes; a szállítómagasságuk pedig elvileg végtelen (a gyakorlatban a tömítésektől, a szerkezeti elemek szilárdságától és a meghajtás teljesítményétől függ).

A térfogatkiszorítás elvén működő szivattyúk "klasszikus" változata a dugattyús szivattyú. Ennek felépítése a belső égésű motorokhoz hasonló: tehát egy forgattyús tengellyel hajtott dugattyú váltakozó (alternáló) mozgást végez egy hengerben. Létezik egyszeres és kettős működésű változata: az előbbinél csak a nyomóütemben szállít folyadékot, amíg az utóbbinál a szívóütemben is. Mivel ezeknél a típusoknál a folyadékszállítás meglehetősen ingadozó, ezért ezt (igény szerint) légüstök alkalmazásával kell kiküszöbölni. 

További, szeleppel rendelkező dugattyús szivattyúk a radiál- és axiáldugattyús szivattyúk. Az előbbinél a hengerek és a dugattyúk sugárirányban helyezkednek a hengeres forgórészben, amely egy hozzá képest excentrikus elhelyezkedésű, szintén hengeres állórészben (házban) forog. A folyadékszállítás egyenletessége a dugattyúk számának növekedésével javul. A szállítani kívánt folyadék mennyisége az excentricitástól függ: ha a forgó- és állórész tengelye egybeesik, akkor nincs folyadékszállítás. Az axiáldugattyús szivattyú forgórészében

hengerek és dugattyúk tengelyirányban helyezkednek el. A forgórész tengelye szöget zár be az azt meghajtó tengellyel: közöttük egy kardáncsukló van. A dugattyúk gömbcsuklóval kapcsolódnak a meghajtó tengellyel együtt forgó tárcsához, így helyzetükből kifolyólag kénytelenek a forgórész hengereiben tengelyirányban elmozdulni. Az axiáldugattyús szivattyúknál a folyadékszállítás mértéke a forgórész tengelye és a meghajtó tengely által bezárt szögtől függ: ha ez 180°, akkor nincs folyadékszállítás.

Nem rendelkezik szeleppel a fogaskerék-szivattyú, a csavarszivattyú és a csúszólapátos szivattyú. A fogaskerékszivattyú tulajdonképpen közös házban, két egymással kapcsolódó, külső fogazású fogaskerék. A csavarszivattyú két vagy három, közös házban levő, egymáshoz kapcsolódó csavarorsókból áll. Folyadékszállítása egyenletes, az elérhető nyomás a csavarorsók hosszával növelhető. Csendes, üzembiztos, megfelelő üzemeltetés mellett hosszú az élettartama és kismértékű a kopása, a szennyeződésekre viszont fölöttébb érzékeny.

A csúszólapátos szivattyú – a radiáldugattyús szivattyúhoz hasonlóan – egy egymáshoz képest excentrikus elhelyezkedésű forgó- és állórésszel rendelkezik, azonban a forgórészben sugárirányban két egymással 180 fokot bezáró lapát helyezkedik el, amelyek sugárirányban elmozdulnak a forgásuk során.