汽車除霜器的工作原理主要是利用各種方式為風窗玻璃除霜。

首先，常見的汽車除霜器與加熱器或發動機冷卻循環系統相連，將來自系統的高溫冷卻液通過換熱水箱變成熱風，經除霜管路均勻吹送到風擋玻璃內側，實現全景除霜或除霧。

這其中，除霜器電阻絲的阻值會隨溫度變化，溫度低時阻值減小，電流增大，溫度高時阻值增大，電流減小，自身具有一定調節功能。

除霜器的電路控制方式分為手動和自動兩種。自動式的除霜器由開關、自動除霜傳感器、自動除霜控制器、除霜熱線和連接線路等組成。

當將除霜器開關置于自動位置，霜層凝結到一定厚度，傳感器電阻值減小到設定值以下，控制器使繼電器磁化線圈的電流經控制電路搭鐵，繼電器觸點閉合，電源電壓經繼電器到除霜電熱線構成回路，同時點亮除霜指示燈，除霜器工作。當霜層減少至消失，傳感器電阻增大，控制器切斷繼電器搭鐵回路，除霜器停止工作，指示燈熄滅。

將除霜開關置于手動位置時，繼電器磁化線圈經由手動觸點搭鐵，繼電器觸點閉合，除霜電熱線和指示燈通電工作。置于關的位置時，除霜器和指示燈均不工作。

前除霜器通過加熱和通風系統進行控制，擋風玻璃除霜器將加熱和通風系統的空氣通過儀表板前緣通風口吹到擋風玻璃上，車輛一般有將所有空氣引導到擋風玻璃的設置。

后除霜器由電力驅動，儀表板開關操作，打開會激活網格，玻璃內部的細線加熱后窗除霧、融化霜雪冰。多數后部除霜器通過定時器運行，約 10 分鐘自動關閉。在配備加熱式外后視鏡的車輛上，打開后除霜器也會激活后視鏡加熱器。后除霜器打開就工作，前除霜器因發動機需預熱所以需要更多時間發揮作用。