转轮除湿机是利用固体吸湿剂做成的转轮进行旋转除湿的设备。其转轮上布满蜂窝状的流道，空气流过这些流道时，与流道壁进行热湿交换，流道壁本身含有固体吸湿剂，它被空气所冷却时，其对应的水蒸气分压力小于处理空气的水蒸气分压力，其中水蒸气就被吸附到吸湿剂中，与此同时转轮本身的显热和吸附产生的吸附热使空气温度升高。
在冬季，室外冷而干的空气与室内湿而温暖的空气逆向流过转轮，进行热湿交换后，室外空气变暖变湿后进入室内，从而回收了室内排风中的显热与潜热。不论夏天还是冬天，终的结果是使新风的送风状态更接近室内空调房间的环境状态，从而实现节能。这种全热回收也称为被动除湿，即气流中水分在水蒸气压力驱动下由高湿气流向低湿气流传递。
转轮应用一般是和冷冻除湿相结合的。由于新风的含湿量高，直接经过转轮除湿，即便是再高的再生温度，也往往很难达到很低的露点要求。而且想要达到更低的露点，那么处理进温度就需要降低。
另外转轮的再生温度对于转轮的脱附过程至关重要，再生温度越高，转轮恢复除湿能力就越快越强。另外相同再生温度下，再生风量越大，转轮的除湿效果就越好。
