雙吸自吸泵均采用軸向回液的泵體結構。泵體由吸入室、儲液室、渦卷室、回液孔、氣液分離室等組成，泵正常起動后，葉輪將吸入室所存的液體及吸入管路中的空氣一起吸入，并在葉輪內得以*混合，在離心力的作用，液體夾帶著氣體向渦卷室外緣流動，在葉輪的外緣上形成有一定厚度的白色泡沫帶及高速旋轉液環。氣液混合體通過擴散管進入氣液分離室。此時，由于流速突然降低，較輕的氣體從混合氣液中被分離出來，氣體通過泵體吐口繼續上升排出。脫氣后的液體回到儲液室，并由回流孔再次進入葉輪，與葉輪內部從吸入管路中吸入的氣體再次混合，在高速旋轉的葉輪作用下，又流向葉輪外緣。隨著這個過程周而復始的進行下去，吸入管路中的空氣不斷減少，直到吸盡氣體，完成自吸過程，泵便投入正常作業。
在一些雙吸自吸泵的軸承體底部還設有冷卻室。當軸承發熱引起軸承體溫升超過70度時，可在冷卻室處通過任意一只冷卻液管接頭，注入冷卻液循環冷卻。泵內部防止液體由高壓區向低壓區泄漏的密封機構是前后密封環，前密封環裝在泵體上，后密封環裝在軸承體上，當雙吸自吸泵經長期運轉密封環磨損到一定程度，并影響到泵的效率和自吸性能時，應給予更換。
