三级化粪池是一种常见的处理污水的设备，主要利用了发酵、沉淀、截留、移动、过滤等原理来进行工作。
新鲜粪便由进粪口进入第一池，池内粪便开始发酵分解、因比重不同粪液可自然分为三层，上层为糊状粪皮，下层为块状或颗状粪渣，中层为比较澄清的粪液。 在上层粪皮和下层粪渣中含细菌和寄生虫卵最多，中层含虫卵最少，初步发酵的中层粪液经过粪管溢流至第二池，而将大部分未经充分发酵的粪皮和粪渣阻留在第一池内继续发酵。
流入第二池的粪液进一步发酵分解，虫卵继续下沉，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化，产生的粪皮和粪厚度比第一池显著减少。流入第三池的粪液一般已经腐熟，其中病菌和寄生虫卵已基本杀灭。第三池功能主要起储存已基本无害化的粪液作用。
总的来说，三级化粪池的工作原理就是通过不断地发酵、沉淀和过滤，将污水中的固体和液体分离，达到去除污染物的目的。同时，三级化粪池还能够起到储存已经处理过的粪液的作用，以便于下一步的再次利用。
