真空泵是真空系統的核心，細分品類眾多，應用領域廣泛。主要工作原理為：利用機械、物理或化學方法對被抽容器進行抽氣，從而獲得低于大氣壓力的真空環境，為后續工藝制作和科學試驗創造合適的物理環境。

真空泵分為氣體輸送泵和氣體吸附或捕集泵：

氣體輸送式真空泵可以連續使用，而氣體吸附真空泵具有有限的氣體吸收能力，并且必須在一定的過程時間間隔進行再生。氣體輸送泵，分為容積式真空泵和動量傳遞真空泵。容積泵將密封空間中的氣體排到大氣或下級泵中。動量傳遞泵通過機械驅動或蒸汽射流在運動方向對氣體進行加速來抽出氣。

氣體吸附真空泵通過吸氣或在合適溫度冷凝氣體的方式將氣體吸附到特別的活性表面上。吸附泵通過蒸發或升華或濺射不斷地產生純凈的吸氣面。如果要抽出的氣體粒子在與吸氣面進行相互作用之前在離子泵中被電離了，則它們在濺射清潔吸氣面的同時被濺射的材料掩蓋。非蒸散型吸氣劑(NEG)包括高反應性的合金，其主要由鋯或鈦組成，并且具有非常大的比表面積。氣體可以通過微孔滲透到吸氣材料的深層內部，并在那里結合成穩定的化合物。

旋片式真空泵：旋片式真空泵是油密封的旋轉式容積泵。泵系統包括殼體、一個偏心地安裝的轉子、在離心力和彈力作用下徑向移動的葉片以及入口和出口。入口閥被設計為真空安全閥，該閥在泵運行過程中始終處于打開狀態。工作室位于殼體內，并受到定子、轉子和葉片的限制。偏心安裝的轉子和葉片將工作室分為具有可變容積的兩個獨立腔。當轉子轉動時，氣體流入擴大的吸入室直至其被第二個葉片封住。封閉氣體然后進行壓縮，直到出口閥沖破大氣壓力而開啟。出口閥是油封的。旋片式真空泵可廣泛用于整個低、中真空范圍。單級或雙級泵都可以使用，這取決于所涉及的壓力范圍。如果要抽除的介質不會在泵工作壓力和大氣壓下冷凝，理想運行條件始終存在。

隔膜真空泵：隔膜真空泵是干式真空泵。曲軸驅動的連桿移動在上蓋和殼體之間張緊的隔膜。上蓋和隔膜之間的空間形成吸入室。隔膜泵需要入口閥和出口閥以實現目標氣體排量。由彈性體材料制成的壓力控制斷流閥構成此閥。由于吸入室通過各隔膜與驅動器嚴密密封開來，泵介質不會受到油的污染，侵蝕性介質也不會腐蝕機械結構。出口閥和吸入室之間的固定空間產生一個受限的壓縮比，這意味著，單級泵就可實現約70hPa的極限壓力。串聯連接的多級泵實現0.5hPa的極限壓力成為可能。更低的壓力無法實現，因為不再有足夠的力用于打開入口閥。隔膜泵的原理特別適合于大約10m3·h-1的低抽速情況。

螺桿真空泵：兩個平衡軸承支撐的相互嚙合螺桿轉子具有同步相反的螺桿并在將其圍住的圓柱形殼體內無接觸地反向旋轉，所有這些一起構成一個多級泵。由于兩個轉子的反向旋轉，密封在每個螺旋中的容積隨著轉子向出口推進。該泵在入口或出口處都沒有閥門。當排氣容積達到出口開口處時，壓力與大氣壓平衡。這意味著環境空氣流入排氣容積，然后隨著轉子轉動再次排放。這種脈沖氣流產生高耗散能并使泵發熱。通過內部壓縮方式可最小化耗散能量。這種內部壓縮可通過減少出口方向的螺距來實現。殼體和轉子之間的間隙以及轉子之間的間隙決定了螺桿泵可實現的極限壓力。當轉子與另一轉子嚙合時產生的幾何形狀和間隙配置也顯著影響極限壓力。近年來，水冷螺桿泵和下節中描述的多級羅茨泵已經越來越多地取代先前在高抽速段(100–600m3·h-1)中占主導地位的油潤滑旋片式真空泵。如用于晶體生長或產生大量的冷凝物的工藝中。

羅茨真空泵：在羅茨真空泵中，兩個同步反向旋轉的轉子在殼體中非接觸旋轉。該轉子具有8字形結構，且相互之間以及與轉子之間由窄間隙分離開來。其工作原理類似于具有雙齒齒輪的齒輪泵，該泵將氣體從入口送到泵出口。一個軸由電機驅動。另一軸通過齒輪箱中的一對齒輪同步轉動。潤滑僅限于兩個軸承和齒輪箱，它們通過具有壓縮環的迷宮密封與吸入室密封開來。由于吸入室中無摩擦，羅茨真空泵可在高轉速(1,500–3,000rpm)下操作。無往復運動質量還能提供無故障的動態平衡，這意味著，羅茨真空泵盡管其具有高轉速，但運轉極其安靜。

側槽高真空泵：側槽真空泵的泵系統包括一個轉子盤，其具有分布在外周和環狀工作室上的葉片，以及側槽。側槽通過檔塊在某一點收窄至圓盤外形。通過旋轉轉子葉片產生的渦旋流從入口流動到出口產生泵送作用。這導致入口和出口之間的壓差。通過將多個泵級串聯連接可獲得較低的極限壓力。側槽真空泵特別適合于產生清潔高真空。其全干式工作，因為它僅在大氣側有一個油潤滑軸承。它非常適合于快速排空預抽室或傳輸室，因為無需任何前級泵或旁路管道。該泵可用作獨立泵，也可用作渦輪分子泵的前級泵。由于狹窄間隙，不能泵送腐蝕性氣體、冷凝物和顆粒物質。

渦輪分子泵：渦輪分子泵屬于動量真空泵的范疇。它們的設計類似于渦輪機的設計。多級、具有葉盤的渦輪狀轉子在殼體內旋轉。渦輪機或壓縮機的葉片被統稱為葉片裝置。轉子盤之間插入具有類似幾何形狀的葉片定子盤。渦輪分子泵適合于在10-3至10-10hPa的范圍內產生清潔真空。得益于其高壓縮比，它們使油封泵入口區域的油遠離被抽容器。具有不銹鋼外殼和CF法蘭的型號可烘烤。這使得這些泵非常適合于要求實現超高真空的研發應用。