Le coalesceur électrostatique utilise des champs électriques pour induire une coalescence des gouttelettes dans les émulsions d'eau et d'huile pour en augmenter la taille des gouttelettes. Le diamètre des gouttelettes augmente la vitesse de sédimentation et déstabilise l'émulsion. Son effet sur la gouttelette d'eau provient des propriétés diélectriques très différentes des gouttelettes d'eau conductrices dispersées dans l'huile qui agit comme un isolant.
Les gouttelettes d'eau ont une permittivité beaucoup plus élevée que l'huile environnante. De plus, l'eau contenant des sels dissous est aussi un très bon conducteur.
Lorsqu'une gouttelette non chargée est soumise à un champ électrique alternatif, le champ polarise la gouttelette et crée un champ électrique autour de la gouttelette pour contrer le champ externe.
Comme la gouttelette d'eau est très conductrice, les charges induites résideront à la surface. La goutte n'a pas de charge nette, mais un côté positif et un côté négatif. À l'intérieur de la gouttelette, le champ électrique est nul.
Lorsque deux gouttelettes avec des dipôles induits se rapprochent l'une de l'autre, elles subissent une force qui rapproche les gouttelettes jusqu'à leur coalescence.