有機緩蝕劑主要通過在金屬表面形成一層膜對金屬進行保護。其作用原理有以下三種:
1具有極性基因，可被金屬的表面電荷吸附，在整個陽極和陰極區域形成一層單分子膜，從而阻止或減緩 電化學反應的發生。牛脂胺、十六烷胺和十八烷胺等這些被稱作"膜胺"的胺類，就是水處理中常見的吸附膜型緩蝕劑。
2 同時含有親水基和憎水基，如某些含氮、含硫或含羥基的、具有表面活性的有機化合物，這些化合物的分子以親水基(例如，氨基)吸附于金屬表面上，形成一層致密的憎水膜，保護金屬表面不受水腐蝕。膦類緩蝕劑多是基于這種原理。
3 與金屬形成絡合物，進而在表面成膜。比如喹啉、EDTA、巰基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑這些唑類，是有色金屬(尤其是銅)的理想緩蝕劑
以化學吸附成膜的。當金屬表面為清潔或活性狀態時，此類緩蝕劑能形成緩蝕效果令人滿意的吸附膜。但如果金屬表面有腐蝕產物或有垢沉積的情況下，就很難形成效果良好的緩蝕膜，此時可適當加入少量表面活性劑，以幫助此類緩蝕劑成膜。
由于緩蝕劑的緩蝕機理在于成膜，故迅速在金屬表面上形成一層密而實的膜是獲得緩蝕成功之關鍵。為了迅速成膜，水中緩蝕劑的濃度應該足夠高，等膜形成后，再降至只對膜的破損起修補作用的濃度;為了成膜密實，金屬表面應十分清潔，為此，成膜前必須對金屬表面進行化學清洗除油、除污和除垢 。