隔膜真空泵的工作原理主要基於容積變化和壓差來實現吸氣、壓縮和排氣的過程。電機通過機械裝置的偏心運動帶動泵內部的隔膜做往復式運動，從而對固定容積的泵腔內的空氣進行壓縮和拉伸。具體來說：
當隔膜向前運動時，泵的容積變大，導致泵腔內形成負壓，從而將氣體吸入泵腔。
當隔膜向後運動時，泵的容積變小，氣體被壓縮，並通過排氣口排出。
這樣，通過不斷地循環反覆壓縮空氣和將壓縮氣體排放出去的過程，實現了將空氣從低壓區域抽出並排放到高壓區域，從而持續產生真空效果。隔膜真空泵通常由電機、減速器、隔膜機構和渦輪機構等部件組成，其中隔膜通常由高強度的彈性材料製成，用於將進氣腔和排氣腔分開，避免氣體直接進入排氣口。為了達到較高的真空度，泵腔通常採用不鏽鋼等耐腐蝕材料製成，並加強密封設計。隔膜真空泵適用於吸氣量較小、真空度要求較高的場合，如實驗室、化工、製藥等行業。與旋轉式真空泵相比，隔膜真空泵具有更高的安全性、更小的體積和更低的噪音。