轴流泵为一种高比转数（500~1200）叶片泵，其流量大扬程低，流量大约在0.1~50米³/秒范围内，扬程一般低于25米；多数在4~15米。液流在旋转翼形叶片作用下，产生沿轮轴轴向的运动。又因它的叶片象螺旋桨，所以又叫做螺旋桨泵。
在轴流泵中，水的流动如同在螺旋表面上的运动一样，即一方面沿轴前进，另一方面还跟着叶轮旋转。
从叶轮中流出来的带有切向速度的旋转水流，如果直接进入管道，则这一部分旋转的动能就讲完全损失掉。为此，需要消除液体的旋转运动，并把它的动能变换为压力能，达到提高水泵效率的目的，因此设有导叶。
导叶的数目一般比叶轮叶片的数目多一片或少一片。而叶轮叶片数与比转数有关，低比转数轴流泵（ns=500~600），叶片数Z=5~6；中比转数轴流泵（ns=800~900），叶片数Z=4；高比转数轴流泵（ns>1000），Z可取3片或2片。对于可调节的轴流泵叶轮（即叶片可以转动），Z>4时会造成转动机构上的困难。导叶进口边与叶轮出口边之间的距离也有一定的要求，一般为0.1D,D为导叶直径；如果这个距离太小，轴流泵运行不稳定，如果距离太大，则又增大了水力损失。
轴流泵产生的理论水头，其方程式和离心泵的很相似，不过考虑到轴流泵出口与入口圆周速度相同，所以有：
H∞=u2(v2u-v1u)/g
如果叶轮入口没有预旋，则上式为：
H∞=u2v2u/g
理论流量为：
QT=vF
式中v——液体在叶轮轴向的分速，米/秒；
F——液体在出口处的横断面积，米²。
轴流泵工作时，也会发生汽蚀现象。即在叶片背部压力降低到低于工作水温的饱和压力时，液体开始蒸发产生汽泡；汽泡沿流线进到压力较高的区域时，受压迅速收缩，产生水力冲击，并对叶片表面造成严重的剥蚀损坏。当汽泡区域进一步扩大时，叶片背部则会完全被汽泡覆盖，这时汽泡的消灭不在叶片上而是在叶片背后，所以对叶片无剥蚀作用，但由于此时汽泡堵塞了叶片之间的通道，所以水泵的流量、压力、效率等均下降，并产生噪音和振动，破坏水泵正常工作。
轴流泵可以安装成立式的、水平式的或倾斜式的。
轴流泵与离心泵相比，具有构造简单紧凑、重量轻、效率高、可以输送脏污的液体等优点。大流量的轴流泵，叶片还可设计成可调型式，在外界负荷变化时，改变叶片的安装角度，从而改变水泵的性能，使水泵具有较好的经济性。轴流泵的扬程小而流量大，在发电厂中主要用来作循环水泵使用，而使用愈趋广泛。但轴流式水泵安装与维修工作比卧式离心泵复杂。
轴流泵的特性曲线的特点如下：
1、轴流泵的Q—H特性曲线在叶片安装角不变时陡度很大，线上有转折点（K点）。这样的特性曲线，对于凝汽器管子运行中受到积污而阻力增加后，仍能很好地满足流量大致不变的要求。但由于陡度过大，轴流泵的功率还是随着水量的减少而急剧增加。
2、轴流泵的工作最有利范围不大，因为在效率曲线上，一旦离开最高效率点，不论向左或向右，效率均迅速下降。
3、轴流泵的功率随输送量的减少而增大，这是与离心泵完全不同的。水泵在空转时的功率时的功率甚至比正常情况的功率要大2倍，这样就必须采用容量较大的电机，并且启动时也易过载。因此轴流泵应在出水阀门开启的情况下启动，并且不允许在运行中用关小出口阀门的办法调节供水量。