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貝朗移液器的工作機制基于空氣置換（air displacement）原理，屬于正向排液式微量移液裝置。其核心物理過程依賴于活塞在密閉氣缸內的線性運動所引發的氣壓變化，從而驅動液體吸入與排出。具體而言，當用戶按下操作按鈕至第一停點時，內部活塞向下移動，壓縮氣缸內空氣并排出等體積氣體；松開按鈕后，活塞在彈簧復位作用下向上回縮，造成氣缸內負壓，外部液體在大氣壓作用下經吸頭進入，完成吸液過程。再次按下按鈕至第一停點可實現正常排液，若繼續按至第二停點則可強制吹出殘留液體，確保完全轉移。

該機制的關鍵在于活塞行程與設定體積之間的精確對應關系，此關系由內部校準機構（如調節旋鈕聯動的螺紋軸）控制。貝朗移液器采用高精度不銹鋼或陶瓷活塞與特氟龍密封圈組合，以減少摩擦、防止泄漏并提升長期穩定性。對于電動型號，步進電機替代手動按鈕驅動活塞，通過微處理器控制位移量，實現程序化液體處理。值得注意的是，空氣置換式移液器的準確性受環境溫度、液體蒸汽壓及操作手法影響顯著，因此貝朗在產品設計中引入溫度補償算法（電動型號）及優化吸頭錐度匹配，以降低系統誤差。此外，部分高端型號配備電子傳感器實時監測活塞位置與壓力反饋，實現異常操作（如吸空、堵塞）的自動識別與報警。