活塞式真空泵運轉時，在電動機的驅動下，通過曲柄連桿機構的作用，使氣缸內的活塞做往復運動。當活塞在氣缸內從左端向右端運動肘，由于氣缸的左腔體積不斷增大，氣缸內氣體的密度減小，而形成抽氣過程，此時容器中的氣體經過吸氣閥進入泵體左腔。當活塞達到最右位置時，氣缸內就完全充滿了氣體。接著活塞從右端向左端運動，此時吸氣閥關閉。氣缸內的氣體隨著活塞從右向左運動而逐漸被壓縮，當氣缸內氣體的壓強達到或稍大于大氣壓時，排氣閥被打開，將氣體排到大氣中，完成一個工作循環。當活塞再自左向右運動時，又吸進一部分氣體，重復前一循環，如此反復下去，直到被抽容器內達到某一穩定的平衡壓力為止。

     活塞泵適用于高壓、小流量的場合，特別是流量小于100米3/小時，排出壓力大于9.8兆帕時，更顯示出它較高的效率和良好的運行性能。它吸入性能好，能抽吸各種不同介質、不同粘度的液體。因此，在石油化學工業、機械制造工業、造紙、食品加工、醫藥生產等方面應用很廣。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖動，適用于農村給水和小型灌溉。靠活塞往復運動使泵腔(氣缸)的工作容積周期性地變化來抽氣的真空泵，又稱活塞真空泵。往復真空泵的結構與往復活塞壓縮機相似。工作時，吸氣管接被抽真空容器，排氣管直通大氣。往復真空泵可用于真空蒸餾、真空濃縮、真空結晶、真空過濾、真空干燥和混凝土真空作業等。