Princip činnosti vodních studní je založen především na pákovém principu a atmosférickém tlaku. Píst je ručně poháněn tak, aby se vratně pohyboval v utěsněném potrubí, a jednocestný ventil řídí směr proudění vody a využívá tlakový rozdíl k odsávání podzemní vody.
Vezmeme-li jako příklad běžnou ruční pumpu, její základní struktura zahrnuje pouzdro studny, píst, rukojeť (tlakovou tyč), výstupní potrubí a dva jednocestné -ventily (vstupní ventil a výstupní ventil). Pracovní postup je následující:
Zvednutí rukojeti: Píst se posune nahoru, čímž se zvětší prostor uvnitř pláště vrtu a sníží se tlak vzduchu, čímž se vytvoří nízko{0}}tlaká zóna. V tomto okamžiku je spodní vstupní ventil otevřen tlakem vody ve studni a voda vstupuje do pláště studny ze dna.
Stisk rukojeti: Píst se pohybuje dolů, zvyšuje tlak uvnitř pláště vrtu, uzavírá vstupní ventil a zabraňuje zpětnému toku. Současně se stlačí voda uvnitř pouzdra, čímž se otevře výstupní ventil na pístu a vstoupí nad píst.
Opakovaný provoz: Opakovaným stisknutím rukojeti nahoru a dolů se voda postupně zvedá do výstupní trubky a nakonec vytéká.
