Принципът на работа на повърхностните механични аерационни системи се основава на интензивно разбъркване и разпръскване на отпадъчната вода и активна утайка, посредством движещи се аератори. Съответно обогатяването на водата с кислород е благодарение на дифузия на кислорода от въздуха. В практиката се използват разнообразни по конструкция и начин на действие механични аератори, които могат да плуват на повърхността или да бъдат потопени във водата, да бъдат с хоризонтална или вертикална ос на въртене. Повърхностните аератори се произвеждат в два варианта, с вертикален и с хоризонтален вал, така наречените аератори с четки. Принципът на този дизайн е непрекъснато рециркулираща утайка, така че периодично да преминава през аеробна и аноксична зона в променлив режим. Необходимото задвижване в канала се създава и от повърхностния аератор, което прави този вид устройство особено популярно за това приложение. Работното колело на аератора работи с ниска скорост и е от отворен тип, без задръстване.