Коли робоче колесо обертається, газ надходить у робоче колесо з вхідного отвору аксіально, і штовхається лопаттю на робочому колесі, щоб збільшити енергію газу, а потім надходить у напрямну лопатку. Направляюча лопатка перетворює відхилений потік повітря в осьовий потік і в той же час направляє газ в дифузійну трубку для подальшого перетворення кінетичної енергії газу в енергію тиску і, нарешті, направляє його в робочий трубопровід.
Лопаті осьового вентилятора працюють так само, як і крила літака. Останній, однак, створює підйомну силу на крилах і підтримує вагу літака, тоді як осьовий вентилятор утримує повітря на місці та переміщує його.
Поперечний переріз осьового вентилятора зазвичай являє собою крило. Лопатка може бути зафіксована в положенні або обертатися навколо своєї поздовжньої осі. Кут лопаті до потоку повітря або відстань між лопатями можуть бути нерегульованими або регульованими. Зміна кутів або відстані між лопатями є однією з головних переваг осьового вентилятора. Невелика відстань під кутом лопатей зменшує швидкість потоку, тоді як збільшення відстані забезпечує більшу швидкість потоку.
Удосконалені осьові вентилятори можуть змінювати відстань між лопатями під час роботи вентилятора (подібно до ротора вертольота), відповідно змінюючи швидкість потоку. Це називається осьовим вентилятором з регульованою лопаткою (VP).