循环水真空泵原理不同于抽真空原理与射流式抽气器，它属于离心式机械泵。在圆筒形泵壳内偏心安装着叶轮转子，其叶片为前弯式。当叶轮旋转时，工作水在离心力作用下形成沿泵壳旋流的水环，由于叶轮偏心位置，水环相对叶片作相对运行，使相邻两叶片之间的空间容积呈周期性变化，有如液体“活塞”在叶栅中作径向往复运行。
循环水真空泵的水环需要用新的冷水连续进行补充，以保持稳定的水环厚度和温度，主要是因为工作水与被压缩气体是一起排出来的。水环除起液体活塞作用之外，还有对缩压过程，叶轮与配气板之间，轴封件等作用。对应一家的水环厚度实际工作水温与配气孔布置是几个主要影响因素。对抽气量、工作效率以及可达真空度起着决定性作用。
