Vesikaivokoneiston toimintaperiaate perustuu pääosin vipuperiaatteeseen ja ilmakehän paineeseen. Mäntä ohjataan manuaalisesti edestakaisin tiivistetyssä putkessa, ja yksisuuntainen-venttiili ohjaa veden virtaussuuntaa hyödyntäen paine-eroa pohjaveden poistamiseen.
Esimerkkinä tavallinen käsipumppukaivo, sen ydinrakenne sisältää kaivon kotelon, männän, kahvan (painetanko), poistoputken ja kaksi yksitieventtiiliä (tuloventtiili ja poistoventtiili). Työprosessi on seuraava:
Kahvan nostaminen: Mäntä liikkuu ylöspäin, mikä lisää tilaa kaivon kotelon sisällä ja laskee ilmanpainetta luoden matalan-painealueen. Tässä vaiheessa pohjan tuloventtiili avautuu veden paineella kaivoon ja vesi tulee kaivon koteloon pohjasta.
Kahvan painaminen: Mäntä liikkuu alaspäin, mikä lisää painetta kaivon kotelon sisällä, sulkee tuloventtiilin ja estää takaisinvirtauksen. Samanaikaisesti kotelon sisällä olevaa vettä puristetaan, jolloin männän poistoventtiili aukeaa ja tulee männän yläpuolelle.
Toistuva käyttö: Painamalla kahvaa toistuvasti ylös ja alas vesi nousee vähitellen poistoputkeen ja valuu lopulta ulos.
