升膜蒸發器的加熱室由一根或數根垂直長管組成。通常加熱管徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。被加熱介質走管程，熱介質或蒸汽走殼程。原料液預熱后由蒸發器底部進入加熱器管內，加熱蒸汽在管外冷凝。當原料液受熱后沸騰汽化，生成二次蒸汽在管內高速上升，帶動料液沿管內壁成膜狀向上流動，并不斷地蒸發汽化，加速流動，氣液混合物進入分離器后分離，濃縮后的完成液由分離器底部放出。升膜蒸發器的結構實際上就是一個單管程直立安裝的固定管板熱交換器。 升膜蒸發器正常操作的關鍵是讓液體物料在管壁上形成連續不斷的液膜。