普泉痕量灌溉技术的核心在于控水头（也称无耗能水泵）和普泉过滤技术，控水头功能与微灌技术中的灌水器类似，是通过利用毛细管力对水的天然控制作用，在不用耗费任何额外能源的情况下，实现长期、稳定控制出水量。
一、控水头结构
控水头由入水口、控水头腔、出水口三部分组成，其中控水头腔中设有一粗一细两层滤膜，出水口处是由很多根并列在一起的表面能强大的纳米材料（起到毛细管的作用）填充而成。
二、控水头工作原理
依靠水分在管内的表面张力和毛细管力，在与土壤接触后，使控水头中的水被土壤中的毛细孔隙自动抽出。
水分进入土壤后，受到土壤毛细管力以及重力、土粒中范德华力的作用，保证水分移动，被植物根系吸收。
植物根系及土壤的吸水能力随着植物自身对水量需求的大小而自动调节，对于控水头内灌溉水的吸收能力也随之变化。这样可以保证连续不间断、均匀、适量地向植物根系土层提供有效供水，最大限度地杜绝水资源浪费。
三、控水头防堵原理
通过设置合理的滤膜与出水口毛细管头面积比，降低滤膜的透水流速。当面积比超过临界值后，滤膜几乎无法堵塞。在滤膜阻挡下的杂质会稀松地堆砌在滤膜表面，不仅不会阻挡缓速的水流，反而会变成一层层新滤膜。
更大颗粒的杂质由于滤膜微孔过小，也无法堵塞滤膜。尤其是在管道灌溉中使用的普泉控水头，其滤膜拦截的杂质会受到来自管道中动荡水流的搅扰，杂质无法附着在滤膜上，成功避免了物理性堵塞。
输配水管网浅埋于地下后，管道内外温度相对恒定，进而有效避免了灌溉水质相对较硬时，化学物质结晶析出附着在管道内壁，堵塞控水头这一现象的发生。同时，输配水管网浅埋于地表下处于黑暗不见光状态，故难以为藻类及其他微生物创造适宜生存环境，有效避免了此类型生物性堵塞问题的发生。
根系会向控水头生长，但控水头的出口处是由很多根并列在一起的表面能强大的纳米材料填充而成且间隙远远小于植物根系直径，从而完全杜绝了植物根系伸入出水口引起的堵塞。
管路在负压存在的情况下可以依靠控水头继续正常抽水运行而不发生水分倒吸。
普泉灌溉法就是将土壤的储蓄水功能降低到最低点，几乎所有储蓄水都在容器和管道中，这样就将水的浪费减到最低；同时，控水头每分每秒不间断地为植物输送水分，与植物的吸水过程完全匹配。整个普泉灌溉系统无需能源，系统时间利用率为100％，因此系统管道流速和压力都很低，使系统对材料要求低的多，整个系统建设投入和维护费用都很低廉。
