Multistage centrifugal pumpay may parehong prinsipyo tulad ng mga karaniwang centrifugal pump, na ginagamit ang pag-ikot ng mga impeller sa loob ng pump at centrifugal force upang maghatid ng fluid.
Ang pagkakaiba ng multistage centrifugal pump ay nakasalalay sa kanilang panloob na istraktura, na nagsasama ng maraming solong impeller na nakaayos sa serye. Ang disenyong ito ay nagbibigay-daan sa pagtaas ng presyon, na nagbibigay-daan sa pump na makamit ang mas mataas na mga aplikasyon ng ulo.
Kapag ang impeller ng amultistage centrifugal pumpumiikot sa counterclockwise, ang likido sa loob ay itinutulak palabas ng mga blades ng impeller. Sa ilalim ng pagkilos ng centrifugal force, nabuo ang isang closed annular ring na tumutugma sa hugis ng pump casing. Ang ibabang bahagi ng singsing na ito ay tiyak na padaplis sa impeller hub, habang ang itaas na bahagi nito ay nakikipag-ugnayan sa mga tip ng talim. Lumilikha ito ng hugis gasuklay na espasyo sa pagitan ng hub ng impeller at ng likidong singsing, na higit pang hinahati ng mga blades ng impeller sa isang serye ng maliliit na silid na katumbas ng bilang sa mga blades.
Ang pagkuha sa ilalim na punto (0°) ng impeller bilang panimulang posisyon, sa unang 180° ng pag-ikot, ang volume ng bawat maliit na silid ay unti-unting tumataas. Habang lumalawak, kumokonekta ang chamber sa suction port sa dulong mukha, na nagbibigay-daan sa pagpasok ng gas. Kapag kumpleto na ang suction, humihiwalay ang chamber sa suction port. Habang ang impeller ay patuloy na umiikot, ang dami ng silid ay bumababa, na pinipiga ang nakulong na gas. Sa wakas, kapag ang silid ay nakahanay sa discharge port, ang naka-compress na gas ay pinatalsik mula sa bomba.