真空泵是真空系统的核心，细分品类众多，应用领域广泛。主要工作原理为：利用机械、物理或化学方法对被抽容器进行抽气，从而获得低于大气压力的真空环境，为后续工艺制作和科学试验创造合适的物理环境。

真空泵分为气体输送泵和气体吸附或捕集泵：

气体输送式真空泵可以连续使用，而气体吸附真空泵具有有限的气体吸收能力，并且必须在一定的过程时间间隔进行再生。气体输送泵，分为容积式真空泵和动量传递真空泵。容积泵将密封空间中的气体排到大气或下级泵中。动量传递泵通过机械驱动或蒸汽射流在运动方向对气体进行加速来抽出气。

气体吸附真空泵通过吸气或在合适温度冷凝气体的方式将气体吸附到特别的活性表面上。吸附泵通过蒸发或升华或溅射不断地产生纯净的吸气面。如果要抽出的气体粒子在与吸气面进行相互作用之前在离子泵中被电离了，则它们在溅射清洁吸气面的同时被溅射的材料掩盖。非蒸散型吸气剂(NEG)包括高反应性的合金，其主要由锆或钛组成，并且具有非常大的比表面积。气体可以通过微孔渗透到吸气材料的深层内部，并在那里结合成稳定的化合物。

旋片式真空泵：旋片式真空泵是油密封的旋转式容积泵。泵系统包括壳体、一个偏心地安装的转子、在离心力和弹力作用下径向移动的叶片以及入口和出口。入口阀被设计为真空安全阀，该阀在泵运行过程中始终处于打开状态。工作室位于壳体内，并受到定子、转子和叶片的限制。偏心安装的转子和叶片将工作室分为具有可变容积的两个独立腔。当转子转动时，气体流入扩大的吸入室直至其被第二个叶片封住。封闭气体然后进行压缩，直到出口阀冲破大气压力而开启。出口阀是油封的。旋片式真空泵可广泛用于整个低、中真空范围。单级或双级泵都可以使用，这取决于所涉及的压力范围。如果要抽除的介质不会在泵工作压力和大气压下冷凝，理想运行条件始终存在。

隔膜真空泵：隔膜真空泵是干式真空泵。曲轴驱动的连杆移动在上盖和壳体之间张紧的隔膜。上盖和隔膜之间的空间形成吸入室。隔膜泵需要入口阀和出口阀以实现目标气体排量。由弹性体材料制成的压力控制断流阀构成此阀。由于吸入室通过各隔膜与驱动器严密密封开来，泵介质不会受到油的污染，侵蚀性介质也不会腐蚀机械结构。出口阀和吸入室之间的固定空间产生一个受限的压缩比，这意味着，单级泵就可实现约70hPa的极限压力。串联连接的多级泵实现0.5hPa的极限压力成为可能。更低的压力无法实现，因为不再有足够的力用于打开入口阀。隔膜泵的原理特别适合于大约10m3·h-1的低抽速情况。

螺杆真空泵：两个平衡轴承支撑的相互啮合螺杆转子具有同步相反的螺杆并在将其围住的圆柱形壳体内无接触地反向旋转，所有这些一起构成一个多级泵。由于两个转子的反向旋转，密封在每个螺旋中的容积随着转子向出口推进。该泵在入口或出口处都没有阀门。当排气容积达到出口开口处时，压力与大气压平衡。这意味着环境空气流入排气容积，然后随着转子转动再次排放。这种脉冲气流产生高耗散能并使泵发热。通过内部压缩方式可最小化耗散能量。这种内部压缩可通过减少出口方向的螺距来实现。壳体和转子之间的间隙以及转子之间的间隙决定了螺杆泵可实现的极限压力。当转子与另一转子啮合时产生的几何形状和间隙配置也显著影响极限压力。近年来，水冷螺杆泵和下节中描述的多级罗茨泵已经越来越多地取代先前在高抽速段(100–600m³·h-1)中占主导地位的油润滑旋片式真空泵。如用于晶体生长或产生大量的冷凝物的工艺中。

罗茨真空泵：在罗茨真空泵中，两个同步反向旋转的转子在壳体中非接触旋转。该转子具有8字形结构，且相互之间以及与转子之间由窄间隙分离开来。其工作原理类似于具有双齿齿轮的齿轮泵，该泵将气体从入口送到泵出口。一个轴由电机驱动。另一轴通过齿轮箱中的一对齿轮同步转动。润滑仅限于两个轴承和齿轮箱，它们通过具有压缩环的迷宫密封与吸入室密封开来。由于吸入室中无摩擦，罗茨真空泵可在高转速(1,500–3,000rpm)下操作。无往复运动质量还能提供无故障的动态平衡，这意味着，罗茨真空泵尽管其具有高转速，但运转极其安静。

侧槽高真空泵：侧槽真空泵的泵系统包括一个转子盘，其具有分布在外周和环状工作室上的叶片，以及侧槽。侧槽通过档块在某一点收窄至圆盘外形。通过旋转转子叶片产生的涡旋流从入口流动到出口产生泵送作用。这导致入口和出口之间的压差。通过将多个泵级串联连接可获得较低的极限压力。侧槽真空泵特别适合于产生清洁高真空。其全干式工作，因为它仅在大气侧有一个油润滑轴承。它非常适合于快速排空预抽室或传输室，因为无需任何前级泵或旁路管道。该泵可用作独立泵，也可用作涡轮分子泵的前级泵。由于狭窄间隙，不能泵送腐蚀性气体、冷凝物和颗粒物质。

涡轮分子泵：涡轮分子泵属于动量真空泵的范畴。它们的设计类似于涡轮机的设计。多级、具有叶盘的涡轮状转子在壳体内旋转。涡轮机或压缩机的叶片被统称为叶片装置。转子盘之间插入具有类似几何形状的叶片定子盘。涡轮分子泵适合于在10-3至10-10hPa的范围内产生清洁真空。得益于其高压缩比，它们使油封泵入口区域的油远离被抽容器。具有不锈钢外壳和CF法兰的型号可烘烤。这使得这些泵非常适合于要求实现超高真空的研发应用。