עקרון העבודה של המטאטא החשמלי מבוסס על הסינרגיה של מערכת ההנעה החשמלית ומכשיר הניקוי שלו. ראשית, מטאטא חשמלי מצויד במערכת הנעה חשמלית, המופעלת בדרך כלל על ידי סוללות. סוללות מספקות כוח להזזת גלגלי המטאטא או מערכת המסילה לאזורים הדורשים ניקוי.
שנית, מכשיר הניקוי הוא מרכיב מרכזי במטאטא החשמלי, בדרך כלל מורכב ממברשת מסתובבת ומאספן אבק. כאשר המטאטא החשמלי זז, המברשת מתחילה להסתובב. מברשות אלו עשויות להיות מעגליות, מנסרות או סיבוביות, ובהתאם לעיצוב שלהן, הן יכולות לטאטא, לנגב או לנגב את הרצפה. במקביל, מתקן איסוף האבק מופעל, ואבק ועוד על הקרקע נשאבים לתוך תיבת איסוף האבק או שקית איסוף האבק על ידי שאיבה או כוח רוח.
במהלך הניקוי, סיבוב המברשת ועבודת קולט האבק מתואמים על מנת להבטיח שכמה שיותר אבק ופסולת יוסרו אל פח האבק. חלק מהדגמים היוקרתיים עשויים להיות מצוידים גם במערכות ניווט בלייזר או בחיישנים חכמים כדי לשפר את יעילות הניקוי ולהימנע ממכשולי התנגשות.
באופן כללי, מטאטא חשמלי מנצל את הסינרגיה של מערכת הנעה חשמלית ומכשיר ניקוי כדי לממש אוטומציה ויעילות גבוהה של ניקוי הרצפה. עקרון פעולה זה הופך את המטאטא החשמלי לחלק בלתי נפרד מכלי ניקוי מודרניים, המספק לאנשים חווית ניקיון נוחה ונוחה.
