עקרון העבודה של מכונות באר מים מבוסס בעיקר על עיקרון המנוף והלחץ האטמוספרי. בוכנה מונעת ידנית להנעה הדדית בתוך צינור אטום, ושסתום חד-כיווני שולט בכיוון זרימת המים, תוך שימוש בהפרש הלחץ כדי לחלץ מי תהום.
אם לוקחים כדוגמה באר משאבה ידנית נפוצה, מבנה הליבה שלה כולל מעטפת באר, בוכנה, ידית (מוט לחץ), צינור יציאה ושני שסתומי חד-כיווני (שסתום כניסה ושסתום יציאה). תהליך העבודה הוא כדלקמן:
הרמת הידית: הבוכנה זזה כלפי מעלה, מגדילה את החלל בתוך מעטפת הבאר ומקטינה את לחץ האוויר, ויוצרת אזור לחץ נמוך-. בשלב זה, שסתום הכניסה התחתון נפתח על ידי לחץ המים במורד הבאר, ומים נכנסים למארז הבאר מלמטה.
לחיצה על הידית: הבוכנה נעה כלפי מטה, מגבירה את הלחץ בתוך מעטפת הבאר, סוגרת את שסתום הכניסה ומונעת זרימה חוזרת. במקביל, המים בתוך המעטפת נסחטים, פותחים את שסתום היציאה על הבוכנה ונכנסים מעל הבוכנה.
פעולה חוזרת: על ידי לחיצה חוזרת על הידית למעלה ולמטה, המים מועלים בהדרגה אל צינור היציאה ולבסוף זורמים החוצה.
