Le coalesceur mécanique fonctionne en fonction de l'altération physique ou de l'implication d'une gouttelette influencée par des propriétés mécaniques ou physiques. Le coalesceur mécanique est communément utilisé dans les industries pétrolières et gazières.
Les cartouches coalescentes sont des dispositifs mécaniques permettant de filtrer les solides et de séparer deux liquides non miscibles. Le coalesceur mécanique utilise des filtres ou des chicanes pour faire coalescer les gouttelettes.
Les utilisations les plus courantes sont la filtration et la séparation de l'eau de divers types d'hydrocarbures. Les gouttelettes d'eau libres et les contaminants solides dans les hydrocarbures sont dans la grande majorité des cas, un nuage de particules microscopiques en suspension dans le carburant.
Les coalesceurs fonctionnent par définition comme un outil de séparation pour les liquides, mais ils sont couramment utilisés, et désignés par erreur, comme des filtres.