Một tia nước tốc độ cao bắn ra từ một lỗ có đường kính nhỏ tác động lên vật liệu và có thể sử dụng năng lượng đủ lớn để làm sạch, bóc tách và cắt vật liệu. Hiệu suất của chất lỏng này đã truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới phát triển một phương pháp "vận hành bằng nước" mới, biến động năng của tia nước thành năng lượng cơ học để loại bỏ vật liệu.
Tia nước là dòng nước có vận tốc cao với nhiều hình dạng khác nhau được tạo thành do dòng chảy ra khỏi vòi phun, và lưu lượng của tia phụ thuộc vào sự giảm áp suất giữa mặt trước và mặt sau của phần đầu ra của vòi phun. Tia nước là dạng biến đổi năng lượng và ứng dụng đơn giản nhất. Thông thường, bơm truyền động bằng điện sẽ bơm một lượng nước nhất định vào đường ống áp suất cao bằng cách hoàn thành quá trình hút và xả nước, để nước đến vòi phun với một lượng năng lượng nhất định. Kích thước lỗ của vòi phun nhỏ hơn nhiều so với đường kính của đường ống áp suất cao, vì vậy lượng nước nhất định này đến vòi phun phải được tăng tốc để chảy ra khỏi lỗ của vòi phun. Theo cách này, nước tăng tốc qua lỗ của vòi phun để ngưng tụ với tốc độ tăng tốc sẽ tạo thành tia. Tia phun chạm vào bề mặt của mục tiêu (phôi gia công) được gọi là hoạt động tia. Khi tia phun rời khỏi vòi phun, đoạn ngưng tụ của nó không quá dài. Tốc độ của tia phun đặc biệt quan trọng đối với hoạt động này. Nước được bơm để tăng áp suất, đầu tiên đẩy nước từ máy bơm đến vòi phun và sau đó truyền nước qua vòi phun với tốc độ nhất định. Trong thời gian này, ma sát giữa dòng nước và thành ống gây ra tổn thất áp suất chính và nước cũng gây ra tổn thất áp suất do sự nhiễu loạn của kênh dòng chảy có hình dạng khác nhau.
Khi tia phun đến mục tiêu, năng lượng tạo ra bởi vận tốc của tia phun được chuyển thành áp suất va chạm tác động lên bề mặt cần gia công. Người ta thấy rằng lưu lượng và vận tốc của tia phun chạm vào mục tiêu rất quan trọng đối với hiệu ứng chuyển tiếp này, vì chúng quyết định công suất của tia phun đến mục tiêu và hiệu quả hoạt động của tia phun, trong khi bơm điều khiển lưu lượng của tia phun và diện tích mặt cắt ngang đầu ra của vòi phun điều khiển vận tốc của tia phun. Tất nhiên, khoảng cách từ vòi phun đến mục tiêu, tức là khoảng cách mục tiêu, cũng như vận tốc dịch chuyển tương đối giữa vòi phun và mục tiêu, cũng là các thông số quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của tia phun.
