巨灾互换的目的是通过相互交换相关性较低的不同地区的风险业务，来降低自身风险组合的损失波动。其理论依据是马柯维茨提出的现代投资组合理论(ModemPortfolioTheory)，即风险投资组合多元化。“不要把所有的鸡蛋放在一个篮子里”就是这一理论的最佳比喻。通过多元化来减低投资组合的非系统风险已是现代金融投资世界中的一条普遍接受的真理。巨灾互换不仅仅只是一种新型的巨灾风险转移工具，实际上已发展成为企业整合风险管理的有力工具，能够对保险公司的整体风险业务组合进行调整。下面具体讨论再保险型和纯风险交换型巨灾互换的运作机制。
1.再保险型巨灾互换(ReinsuranceCatastropheSwaps)。
巨灾风险规避者定期向巨灾风险交换方支付约定的费用，而巨灾风险交换方则承诺向巨灾风险规避者提供巨灾事件连接赔付。当巨灾发生并满足触发条件时，巨灾风险交换方在巨灾规避者提供损失证明时，需向其支付巨灾赔付。其具体运作机制如图1所示。
具体操作过程中，风险投资者先行收取约定的保费。与此同时，投资者提供给风险规避者信用证，以确保投资者履行合约义务。如果巨灾发生并满足触发条件，风险投资者在风险规避者提供巨灾损失证明的情况下支付赔付；如果巨灾没有发生，或者巨灾发生但其损失不满足触发条件，则风险规避者无法得到任何赔付。此时，风险规避者将损失巨灾发生前已支付的保费。再保险型巨灾互换的运行机制极类似于一个多周期传统再保险合约，即风险规避者通过支付一定费用给风险投资者，获得巨灾事件连接赔付，从而实现巨灾风险的单向转移。
例如，1998年4月，日本三井住友海上火灾保险公司(MitsuiMarine)与瑞士再保险签订了赔偿总金额为3千万美元的再保险型巨灾互换合约，有效期3年，触发条件为日本地震局公布的地震等级大小。MitsuiMarine定期向瑞再支付大小为Libor+375基点的保费。如果日本地震等级低于7.1级，则MitsuiMarine得不到任何赔付；如果地震等级达到或者超过7.1级，那么MitsuiMarine将从瑞再获得3千万美元中的部分补偿，且随着地震等级的上升，瑞再的赔偿责任也呈比例上升(Reinebach，1998)。
2.纯风险交换型巨灾互换(PureCatastropheSwaps)。
多数情况下，巨灾再保险者之间更多地趋向于使用纯风险交换型巨灾互换(以下简称纯巨灾互换)。它通过互换双方某一过于集中的巨灾风险，达到巨灾风险多元化的目的。与再保险型巨灾互换的风险单向转移不同，纯巨灾互换中巨灾风险彼此双向转移。此外，由于风险对等，纯巨灾互换合约生效初期，一般不预先支付资金，可以节约交易成本。
如图2所示，互换前，保险人A的风险组合为东京地震、日本台风和佛州飓风，但其风险暴露主要集中于东京地震，希望转移部分东京地震风险给互换对手。与此同时，保险人B的风险组合为加州地震、法国风暴和北大西洋飓风，其风险暴露主要集中于加州地震。保险人B希望转移部分加州地震风险，并通过互换增加部分与加州地震关联度不大的东京地震风险。互换后，保险人A的风险组合加入了部分加州地震风险。如果发生满足触发条件的加州地震，将支付保险人B一定的赔付。同样，保险人B的风险组合也加入了部分东京地震风险，如果发生满足触发条件的东京地震，将按照合约支付保险人A一定的赔付。这样双方通过互换风险，实现了风险组合的多元化。
值得注意的是，巨灾互换的赔付是与巨灾事件相连接的或有支付，即实际中不一定必须发生。如果合约有效期内，没有发生巨灾或者巨灾发生但不满足触发条件，将不会产生现金支付。如果只有东京发生满足触发条件的地震，那么保险人B单方面支付给保险人A现金赔付；同理，如果只有加州发生满足触发条件的地震，那么保险人A必须支付给保险人B现金赔付。如果加州和东京同时发生地震，则两者彼此支付各自的现金赔付。这一情况下，彼此的支付金额不一定相等，与互换对手的实际巨灾损失有关，而与自己的损失无关。
纯风险交换型巨灾互换的最大优势在于通过风险多元化组合，能够降低双方的风险运营资本，提高权益资本的运营效率。如图3所示，巨灾互换前，保险公司甲持有巨灾风险A，保险公司乙持有巨灾风险B，其管理巨灾风险所需的资金均假设为10单位，所获得收益均为1单位，资本运作效率为1/10(=0.1)；巨灾互换后，由于实现了风险的多样化，其经营巨灾风险所需资金从过去的l0单位下降至8单位。由于交换风险对等，所获的收益将不受影响，仍为1单位。这样，交换后的资本运作效率将上升至1/8(=0.125)，较互换前的1/10提高了25%。
