减水剂多数为表面活性剂。因此，木质素磺酸钠的作用机理就是表面活性作用。表面活性剂加入水溶液中后，能降低水的表面张力(水—气相)和界面张力(水—固相)。表面活性剂分子具一般有亲水和憎水两个基团。憎水基团是各种烷基或烷芳基；亲水基团一般是能离解出离子的盐类。根据亲水基团所离解出离子的不同，表面活性剂可分为：阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂;两性表面活性剂;非离子表面活性剂。
混凝土中加入减水剂木质素磺酸钠后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒的表面，亲水基团指向水溶液，组成了单分子或多分子的吸附膜，使水泥颗粒因表面相同电荷相互排斥而被分散，从颗粒间释放出多余的水分，以达到减水的目的。与此同时，由于降低了水的表面张力以及水泥颗粒间的界面张力，在保持同样流动度的情况下，相应减少用水量，从而也起到减水的作用。减水剂可大幅度地降低混凝土的水化，降低孔隙率，增加混凝土密实性，从而大大提高混凝土的强度和抗渗性。
木质素磺酸盐是分子量为1000～30000的天然高分子化合物。它由生产纸浆的下脚料经发酵提取酒精以后，再用碱中和而成，主要有木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁等，其中应用最广的木质素磺酸钙就是用亚硫酸纸浆废液制成的。这种减水剂原料来源丰富，制造工艺简单，价格低廉，在国内应用较普遍，约占减水剂总产量的80%。但其效果不太好，有引气、缓凝作用，属于普通减水剂，与早强剂复合使用效果较好。
