水解反应：聚合硫酸铁溶解于水中后，会发生水解反应，生成一系列含有羟基的多核络合物，如 [Fe₂(OH)₂]⁴⁺、[Fe₃(OH)₄]⁵⁺等。这些多核络合物具有较高的正电荷密度，能够与水中带负电荷的胶体颗粒发生静电吸引作用。

压缩双电层：水中的胶体颗粒通常带有负电荷，其周围会形成一层扩散双电层。聚合硫酸铁水解产生的阳离子通过静电吸引作用进入胶体颗粒的双电层，使双电层厚度减小，ζ 电位降低。当 ζ 电位降低到一定程度时，胶体颗粒之间的排斥力减小，从而发生凝聚。

吸附架桥：聚合硫酸铁水解生成的多核络合物具有较大的分子量和较长的链状结构，这些高分子聚合物能够吸附在胶体颗粒表面，通过分子间的范德华力和化学键力将多个胶体颗粒连接在一起，形成较大的絮体，从而加速颗粒的沉降。

网捕卷扫：当聚合硫酸铁投加量较大时，水解产生的氢氧化铁沉淀会形成一种网状结构，能够将水中的胶体颗粒、悬浮颗粒等杂质包裹在其中，随着沉淀物的下沉而被去除。