Il funzionamento della pentola a pressione si basa sull'equazione di Clausius-Clapeyron, la quale stabilisce che il punto di ebollizione di un liquido è direttamente proporzionale alla pressione esercitata su di esso. Alla pressione atmosferica standard (101,3 kPa), l'acqua bolle a 100 gradi; quando però la pressione sale a 150 kPa, il punto di ebollizione aumenta fino a 111 gradi, consentendo di ridurre i tempi di cottura dal 30% al 50%. Ad esempio, per stufare il petto di manzo ci vogliono due ore in una pentola tradizionale, ma solo 40 minuti in una pentola a pressione, mentre il tempo necessario per cuocere i fagioli secchi scende da tre ore a un'ora. Questa maggiore efficienza non solo fa risparmiare energia, ma riduce anche al minimo la perdita di nutrienti idrosolubili, come la vitamina C.
Le tecnologie di controllo della pressione rientrano in due categorie: meccaniche ed elettroniche. I sistemi meccanici regolano la pressione regolando il peso del gruppo coperchio (valvole ponderate) o la tensione della molla (valvole a molla); pur essendo convenienti-, offrono una precisione limitata (±5 kPa). Al contrario, i sistemi elettronici utilizzano sensori di pressione e microprocessori per ottenere un controllo preciso della pressione (±1 kPa) e supportano varie modalità di cottura preimpostate (come la cottura del riso, lo stufato di carne e la preparazione di zuppe). Alcuni modelli-di fascia alta sono inoltre dotati di funzioni di rilascio intelligente della pressione che scaricano automaticamente e gradualmente la pressione al termine della cottura, evitando la rottura degli ingredienti a causa di una decompressione improvvisa (come i gusci delle uova che si spezzano durante la bollitura).
