真空泵的工作原理主要基於以下幾種類型：
水環式真空泵。其葉片的葉輪偏心地裝在圓柱形泵殼內，泵內注入一定量的水。葉輪旋轉時，將水甩至泵殼形成一個水環，環的內表面與葉輪輪轂相切。由於泵殼與葉輪不同心，進氣空間逐漸擴大，形成真空，氣體從進氣口進入。隨後氣體進入左半部，容積逐漸壓縮，壓強增高，氣體被排出泵外。
旋片式真空泵。其是一種油封式機械真空泵，工作壓強範圍為101325~1.33×10-2（Pa），屬於低真空泵。旋片式真空泵的轉子外圓與泵腔內表面相切，轉子槽內裝有帶彈簧的兩個旋片。旋轉時，旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸，分隔成三個部分，完成氣體的抽吸、壓縮、排出過程。
羅茨泵。其工作原理與羅茨鼓風機相似，由於轉子的不斷旋轉，氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間內，再經排氣口排出。羅茨泵在較寬的壓強範圍內有較大的抽速，起動快，對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感。