多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程(见图)中，***个蒸发器(称为***效)以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(称为***效、第三效)均以其***效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。
1、MVR蒸发器工作原理
MVR蒸发器利用蒸发器中产生的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的3效，减少了对外部加热及冷却资源的需求，降低能耗。
压缩机对物料蒸发产生的二次蒸汽进行压缩做功，提高二次蒸发器的压力和温度，将电能转化为热能，升温后的二次蒸汽回到蒸发系统，对物料进行加热，从而达到二次蒸汽热娢再利用的目的，节能效果显著，加热过程主要消耗电力。
2、三效蒸发器工作原理
三效蒸发器是由相互串联的三个蒸发器组成，低温加热蒸气被引入*效，加热其中的废液，产生的蒸气被引入第二效作为加热蒸气，使第二效的废液以比*效更低的温度蒸发，这个过程重复到第三效。*效冷凝水返回热源处，其它各效冷凝水汇集后作为淡化水输出。
只要一份的蒸气投入，可以蒸发多倍的水出来。同时，高盐废水经过由*效到第三效的依次浓缩，在第三效达到过饱和而结晶析出，由此实现盐分与废水的固液分离。在负压的作用下，三效蒸发器中的废水产生的二次蒸气自动进入冷凝器，在循环冷却水的冷却下，废水产生的二次蒸气迅速转变成冷凝水。冷凝水可采用连续出水的方式，回收至回用水池。三效蒸发结晶器在废水蒸发过程中蒸发效益更高。
3、多效蒸发器工作原理
多效蒸发器的原理是通过鲜蒸汽驱动一效产生蒸发，再利用一效产生的二次蒸汽来驱动下一效蒸发，以此来达到节能的目的。为了减少一次蒸气的消耗量，采用将生产中产生出的二次蒸气导入第二个蒸发器中作加热蒸气用，第二个蒸发器产生的二次蒸气还可导入第三蒸发器中作加热蒸气用，每一个蒸发器称为一效，以此类推。这样，几个蒸发器串联操作，就组成了多效蒸发器。
多效蒸发器由较原始的蒸发釜，发展成单效、双效、三效、四效或者更多效蒸发器，其目的都是为了逐渐减少能源消耗更高。