機油濾清器的過濾原理主要有以下幾種：

純機械分離，常見的如網格過濾，濾材表面有一定尺寸的小孔，機油中固態粒子尺寸大于小孔的就會被阻攔在濾材外表面。

還有架空分離，就是小粒子附著于濾材孔穴內壁使孔穴尺寸變小，后來的粒子因通不過而堆積，形成架空現象，使過濾出的粒子尺寸小于孔穴尺寸，且機油中多數粒子不規則，架空現象易形成。

此外，機油中的膠性物質常粘附在濾材表面或孔穴內壁，這就是吸附分離。

實際過濾并非單一原理，而是幾種原理組合。這也解釋了為何名義孔徑尺寸為 50 微米的濾網能對 20 微米或更小的粒子有一定過濾能力。

離心分離，讓機油通過高速旋轉的轉子，雜質受離心力作用拋向轉子內壁從而從機油中分離。

磁性吸附，利用永久磁鐵吸附機油中的鐵質粒子，避免它們在機油中循環危害機件。

發動機運轉時，高溫下金屬磨屑、粉塵、氧化積碳和膠體沉淀物、水等不斷與潤滑油混合。機油濾清器就是要把這些機械雜質和膠體過濾掉，保持潤滑油清潔，延長其使用壽命。

而且濾清器過濾能力要強，流阻要小，使用壽命要長。

一般潤滑系統中會安裝幾個過濾能力不同的濾清器，比如集濾器、粗濾器和細濾器，它們有的并聯，有的串聯在主油道中。

現代汽車發動機上普遍只設有集濾器和一個全流式機油濾清器，粗濾器能濾除機油中粒徑為 0.05mm 以上的雜質，細濾器能濾除粒徑為 0.001mm 以上的細小雜質。

機油濾清器內部通常裝有濾紙，發動機運轉時，機油在壓力作用下經過濾紙，雜質被濾紙截留，清潔的機油通過濾紙進入潤滑系統。

隨著使用時間延長，濾紙上雜質增多導致流通阻力增大，當機油壓力升高到一定程度，旁通閥會自動打開，機油不再經過濾紙過濾，而是直接從旁通閥進入中心管，再流入發動機潤滑系統，確保發動機不因濾紙堵塞缺油而損壞。