หลักการทำงานของเครื่องกระจายกลิ่นหอมนั้นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการทำให้เป็นอะตอมด้วยอัลตราโซนิกหรือเทคโนโลยีการแพร่กระจายของหมอกเย็น-เป็นหลัก ยกตัวอย่างเครื่องกระจายคลื่นอัลตราโซนิกทั่วไป โดยแผ่น-การสั่นความถี่สูงที่อยู่ภายในอุปกรณ์จะสั่นด้วยอัตราที่รวดเร็วมาก สลายส่วนผสมของน้ำและน้ำมันหอมระเหยให้กลายเป็นหมอกขนาดจิ๋ว-เหมือนอนุภาค จากนั้นอนุภาคเหล่านี้จะกระจายไปในอากาศผ่านกระแสลม ทำให้เกิดการแพร่กระจายของกลิ่นหอมและการกระจายตัวที่สม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่
ในกระบวนการนี้ น้ำมันหอมระเหยจะไม่ "ให้ความร้อน" เพื่อกระตุ้นให้เกิดการระเหย แต่กลับถูกย่อยสลายเป็นอนุภาคเล็กๆ แทน ด้วยเหตุนี้ วิธีนี้จึงช่วยรักษาองค์ประกอบทางเคมีและลักษณะอะโรมาติกดั้งเดิมของน้ำมันหอมระเหยได้ดีขึ้น นอกจากนี้ น้ำยังทำหน้าที่เป็นพาหะที่ช่วยชะลออัตราการระเหย ส่งผลให้กลิ่นหอมนุ่มนวลขึ้น ติดทนนานขึ้น- และกระจายอย่างเป็นธรรมชาติไปทั่วพื้นที่ โดยไม่สร้างความรู้สึกที่เข้มข้นหรือครอบงำจนเกินไป
เครื่องกระจายกลิ่นอโรมาระดับไฮเอนด์-บางเครื่องยังใช้เทคโนโลยี-หมอกเย็นหรือ-แรงดันไมโคร- โดยใช้การไหลเวียนของอากาศหรือแรงดันเพื่อทำให้น้ำมันหอมระเหยกลายเป็นอนุภาคโดยตรง ส่งผลให้มีความเข้มข้นและมีประสิทธิภาพในการแพร่กระจายมากขึ้น ไม่ว่าจะใช้วิธีใด หลักการสำคัญยังคงเหมือนเดิม นั่นคือการใช้เทคนิคการทำให้เป็นละอองทางกายภาพเพื่อเปลี่ยนสารของเหลวให้เป็นอนุภาคในอากาศ ดังนั้นจึงมอบประสบการณ์อะโรมาติกที่ปลอดภัย สม่ำเสมอ และยั่งยืน
