Le plongeur respire normalement sur l'embout qu'il a en bouche. Au moment de l'expiration, l'air n'est pas relâché dans le milieu mais est stocké dans la poche puis le CO₂ est fixé chimiquement dans la cartouche de chaux présente dans l'appareil. Le solde de l'oxygène restant peut ainsi être réutilisé par le plongeur qui inspire cet air purifié de son CO₂.

Dans les appareils les plus perfectionnés, un ordinateur dose l’ajout du mélange gazeux afin de conserver une pression partielle d’O₂ optimale modulable selon la profondeur. Pour ce faire, une mesure continue du taux d’O₂ est effectuée au moyen de sondes.

Avantages

• Le temps de plongée est considérablement augmenté pour un encombrement équivalent (puisque l'on consomme moins de gaz).
• Les temps de paliers sont diminués.
• Hors de l'eau le matériel est beaucoup plus léger.
• En étant silencieux, il est possible d'approcher la faune de beaucoup plus près
• On respire un gaz chaud et humide (réaction de la chaux) ce qui diminue la déperdition calorifique
• Il n'y a pas de phénomène de poumons ballast. En d'autre terme, on est équilibré en permanence (flottabilité nulle)
• Suivant les appareils et la configuration, il est possible de plonger plus profond avec moins de paliers et moins de matériel lourd (nombreuses bouteilles de secours supplémentaires)
• L'absence de rejet de bulles (en circuit fermé) est très prisée par les photographes sous-marins.