按其进水方式可分为混合式和过热式两类。在混合式除氧器内，需要除氧的水直接与蒸汽接触，使水加热到运行压力下的沸点；过热式除氧器的运行方式是：需要除氧的水先在压力较高的表面式加热器中加热，使其温度超过除氧器压力下的沸点，再引入除氧器内。这样一部分水会自行汽化，其余的水就处于沸腾温度下。
按其工作压力分类，混合式除氧器可分为真空式、大气式和高压式三种。真空式除氧器是在低于大气压下运行的，大气式是在稍高于大气压下工作的，一般为0.12MPa（绝对压力）。高压式是在较高压力下工作，一般可达0.6MPa（绝对压力）。
除氧器由除氧头（或称除氧塔）和贮水箱两部分组成。除氧头的功能是除氧，需除氧的给水和加热蒸汽均进入除氧头，水除氧后由除氧头下部落入贮水箱，经过贮水箱将除氧后的水送至锅炉。一般情况下，贮水箱主要起贮水作用。但有些设计为了增强除氧效果，在贮水箱内靠下部装一根蒸汽管，管上开孔或者装几只喷嘴，送入较高压力的蒸汽，使箱内水一直保持沸腾状态，这种装置称为再沸腾装置。由于蒸汽的搅拌作用，残余气体进一步解吸出来，所以贮水箱也起了再除氧保证水质的作用。再沸腾用汽量一般为除氧器加热用汽量的10％～20％。再沸腾装置的缺点是，操作较复杂，易发生振动，水位波动大。
按除氧头的结构不同，混合式热力除氧器可分为若干形式。除氧器的效果是否良好与除氧头的结构是否合理密切相关。其结构应使水和汽在器内分布均匀、流动通畅并使水汽有足够的接触时间。水必须高度分散，有很大的比表面积，才能有利于氧的逸出。不同结构的除氧头使水分散成不同状态，如喷雾式将水喷成雾状，填料式使水形成水膜状，淋水盘式将水分散成细流状，旋膜式使水形成旋膜状。应用较多的是喷雾填料式、淋水盘式和旋膜填料式。不同压力的混合式热力除氧器均可采用这些形式的除氧头。应用于真空式除氧器时，除氧头外部需设抽真空装置，有蒸汽喷射及水喷射两种。
真空除氧还可以利用电力系统的凝汽器来实现。凝汽器总是在真空下运行，其中凝结水的温度通常处于运行压力的沸点，条件和热力除氧器相似。故可以利用这种条件使凝汽器兼作热力除氧器。为达此目的，首先在运行时需保证水温不能低于相应压力下的沸点，同时还需在凝汽器添加某些类似淋水盘的装置，使凝结水成为细流和水滴，增加水汽接触面积，有利于除氧。除去的气体则随抽风机排出系统。为了利用凝汽器真空除氧的能力，还可以将补给水引入凝汽器在此一起除氧。
