三格式化粪池是由三个相互连通的密封粪池组成，粪便由进粪管进入第一池依此顺流至第三池，其各池的主要原理：
第一池：主要截留含虫卵较多的粪便，粪便经发酵分解，松散的粪块因发酵膨胀而浮升，比重大的下沉，因而形成上浮的粪皮、中层的粪液和下沉的粪渣。利用寄生虫的比重大于粪尿混合液的原理使其自然沉降于化粪池底部。利用粪液的浸泡和翻动化解粪块使其液化并截留粪渣于池底。厌氧发酵：化粪池的密闭厌氧环境，可以分解蛋白性有机物，并产生氨等物质，这些物质具有杀灭寄生虫卵及病菌的作用。
第二池：起进一步发酵、沉淀作用，与第一池相比，第二池的粪皮和粪渣的数量减少，因此发酵分解的程度较低，由于没有新粪便的进入，粪液处于比较静止状态，这有利于漂浮在粪池中的虫卵继续下沉。
第三池：主要起储存粪液的作用。经前二格处理的粪液进入第三池，基本上已经不含寄生虫卵和病原微生物，达到了粪便无害化要求，可以供农田直接施肥。
便器一般可采用节水型便器。可以是坐便器也可以是蹲便器。第一格化粪池盖顶留有进粪口和清渣口，进粪口上安装便器，进粪管可采用内径为150mm的PVC塑料或其它管材，要尽量远离过粪口，并紧贴池壁，以减少水冲力对池内的扰动。在安装便器时可不用水泥固定死，进粪口也可作为清渣口。用防溅式直通便器和水封便器则不必下接进粪管第二池顶应密封，但也要留有清渣口，第三池盖顶留有出粪口，出粪口用盖密封。
第一、二池的有效容积：应根据使用人数、粪便贮存发酵达到无害化所需的时间决定，一般要求第一、第二池的有效容积应保证粪便在其中能存留30天时间，在第三池存留30天。每人每天的粪尿排泄量约为1.5L，节水型便器的冲洗水量可按每天2.OL计算，所以第一、二池容积的最低计算量不能少于3.5L。第三池容积的大小视用周期而定，一般不小于第一和第二池之和。如果是水冲式的户厕则贮粪池容积可适当放大。
第一池和第二池的容积不同，对寄生虫卵沉淀的效果有一定影响。如果第一池的容积过小，粪便贮留的时间短，达不到粪便分解和沉淀的目的，粪便和虫卵可能进入第二池，不仪增加了第二池的负担，而且容易造成过粪管堵塞。如果第二池容积相对较小，粪便在第二池停留的时间短，则粪便无害化处理效果就差。三个池的比例一般应为2：1：3，第一池贮存20天，第二池贮存10天，第三池贮存30天。化粪池有效深度为1000mm，最多不少于900mm，加上化粪池的上部空间，池深约为1150mm。