分子泵在電機(jī)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，采用變頻電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)，目的是得到較高的轉(zhuǎn)速。在分子流區(qū)域內(nèi)，氣體分子與高速轉(zhuǎn)到的葉片表面碰撞，動(dòng)量傳遞給氣體分子，使部分氣體分子在剛體表面的運(yùn)動(dòng)方向上，產(chǎn)生定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。通常把用高速運(yùn)動(dòng)的剛體表面攜帶氣體分子，并使其按一定方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為分子牽引現(xiàn)象，利用這一現(xiàn)象制成的真空泵稱為牽引分子泵(蓋德泵)。牽引分子泵的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間短，在分子流態(tài)下有很高的壓縮比，能抽除各種氣體和蒸氣，特別適于抽除較重的氣體。但由于牽引分子泵抽速小，密封間隙太小，工作可靠性較差，易出機(jī)械故障，而且制造困難，實(shí)際上很少應(yīng)用。后來對(duì)牽引分子泵進(jìn)行了改進(jìn)，出現(xiàn)了渦輪分子泵。
渦輪分子泵內(nèi)有多組相間動(dòng)輪葉和定輪葉，每一個(gè)輪葉上有許多按一定角度斜置的葉片，如圖一所示。實(shí)際的渦輪分子泵都是由多級(jí)葉列串聯(lián)組成，即按動(dòng)片、定片、動(dòng)片等依次交替排列。動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又類似于電風(fēng)扇葉片的作用，能將氣體從一側(cè)抽到另一側(cè)。提高分子泵的轉(zhuǎn)速，有利于提高分子泵的抽速。由于葉片轉(zhuǎn)速限制，如果氣體分子運(yùn)動(dòng)速度較大，泵抽真空就比較困難。
可以看出，渦輪分子泵也是一種機(jī)械式真空泵，通過高速旋轉(zhuǎn)的多級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片和靜止葉片的組合進(jìn)行抽氣的，在分子流區(qū)域內(nèi)對(duì)被抽氣體產(chǎn)生很高的壓縮比，從而獲得所需要的真空性能。渦輪分子泵極限真空比擴(kuò)散泵高，可達(dá)10^-8pa。正常工作時(shí)需要一定的前級(jí)真空度，其真空度高低視泵不同略有差異，一般在1-200Pa之間，可采用機(jī)械泵作為前級(jí)泵，高真空機(jī)組是由分子泵和機(jī)械泵組成的。由于渦輪分子泵的轉(zhuǎn)速高，通常用中頻電機(jī)帶動(dòng)，中頻電源的頻率在300-400Hz之間。渦輪分子泵一般采用水冷方式。
復(fù)合式分子泵是渦輪分子泵與牽引分子泵的串聯(lián)組合，集兩種泵的優(yōu)點(diǎn)于一體，能在很寬的壓力范圍10^-6-1Pa內(nèi)，具有較大的抽速和較高的壓縮比，大大提高了泵的出口壓力。
分子泵的抽氣機(jī)理與機(jī)械泵靠泵腔容積變化進(jìn)行抽氣的機(jī)理不同，利用了動(dòng)量傳遞原理，使分子定向流動(dòng)而被排出泵外，從而達(dá)到抽氣的目的。