Il principio di funzionamento generale è pressochè identico in tutti i tipi di rebreather.
Il nostro organismo ha bisogno di ossigeno per le funzioni metaboliche, il consumo di ossigeno tuttavia è indipendente dalla profondità anche se il volume respirato aumenta con la pressione.

Si ha una variazione di consumo di ossigeno dipendente solo dal lavoro svolto.
Per meglio comprendere tale sistema prendiamo ad esempio la respirazione con un normale circuito aperto (bombola con erogatore): come noto l’aria è composta dal 79% di azoto, dal 20,8% di ossigeno e da una percentuale di altri gas (elio, neon, argon, anidride carbonica).
Respirando a circuito aperto, ad ogni inspirazione immettiamo nei nostri polmoni una certa quantità di ossigeno, ben oltre comunque il nostro fabbisogno e quando espiriamo lasciamo sfuggire una parte di ossigeno che potremmo riutilizzare.

Il rebreather, a prescindere dal principio di funzionamento, recupera una parte o tutto l’ossigeno che altrimenti verrebbe liberato nell’ambiente ad ogni espirazione consentendoci una autonomia maggiore a parità di gas trasportato.

Per poter recuperare e riutilizzare l’ossigeno non consumato, è necessario tuttavia filtrarlo dal biossido di carbonio prodotto dal nostro metabolismo, per fare ciò viene usato un composto chimico chiamato “calce sodata” (composto da idrossido di calcio e idrossido di sodio) che ha la proprietà di fissare l’anidride carbonica che lo attraversa.

Per tale motivo in ogni rebreather vi è un filtro (chiamato anche canister o capsula) che contiene una certa quantità di tale materiale (mediamente da 1,5 a 4 kg).
Il rebreather ha uno o due sacchi polmone, collegati al boccaglio per mezzo di tubi di grossa sezione (detti corrugati) attraverso i quali passa il gas espirato ed inspirato.
Generalmente tra i due sacchi si trova il filtro di calce sodata.Il gas espirato, pur contenendo ancora una certa percentuale di ossigeno, deve essere miscelato con nuovo ossigeno o nuova miscela respiratoria per poter essere riutilizzato dal subacqueo.
Il sistema per ripristinare tale percentuale di ossigeno determina il principio di funzionamento dell’apparecchio.

In un circuito chiuso non vi sono (normalmente) fuoriuscite di gas dall’apparecchio e quindi nessuna produzione di bolle.
In un semichiuso invece una parte di gas viene espulsa dalla macchina con frequenza costante.

Una classificazione generale porta a distinguere due tipi di rebreather: quelli a circuito chiuso (CCR) e quelli a circuito semi chiuso (SCR)