Działanie wtryskiwacza jest bardzo proste. Paliwo dopływa do niego pod bardzo wysokim ciśnieniem i przedostaje się do zbiorniczka, który znajduje się w końcówce rozpylacza, czyli tej części, która jest w komorze spalania silnika. Znajdujący się w niej otwór jest szczelnie zamknięty przez stożkową końcówkę iglicy, którą dociska silna sprężyna.
Zobacz też: Pompowtryskiwacze - jak je eksploatować i co zrobić w razie awarii?
Wzrost ciśnienia paliwa wytwarza siłę, działającą na końcówkę iglicy w ten sposób, że gdy przekroczy pewną graniczną wartość, podniesie iglicę, tym samym otwierając otwór rozpylacza i paliwo zostanie wstrzyknięte do cylindra. Ciśnienie, konieczne do otwarcia rozpylacza, zwane ciśnieniem wtrysku, jest regulowane naciągiem sprężyny dociskającej iglicę do otworu rozpylacza. Nadmiar paliwa wynikający z przecieków wewnątrz wtryskiwacza, jest odprowadzany do zbiornika osobnym przewodem przelewowym.
Zobacz również: Jak eksploatować silnik samochodowy?
Istotną częścią wtryskiwacza jest rozpylacz. Jego zadaniem jest dostarczenie do komory spalania w cylindrze chmury bardzo mocno rozdrobnionego paliwa. Jej kształt jest uzależniony od kształtu komory spalania, ewentualnie komory wstępnej, jeżeli wtrysk następuje do niej, a nie bezpośrednio nad tłok. Aby uzyskać pożądany efekt, stosuje się rozpylacze jedno- lub wielootworowe.