工作原理
單級羅茨泵的工作原理相當于第 4.5 節中描述的多級羅茨泵的工作原理。在羅茨真空泵中，兩個同步反向旋轉的轉子 (4)在殼體中非接觸旋轉（Figure 4.16）。該轉子具有 8 字形結構，且相互之間以及與轉子之間由窄間隙分離開來。其工作原理類似于具有雙齒齒輪的齒輪泵，該泵從將氣體從入口 (3)泵送到出口 (12)。一個軸由電機 (1) 驅動。另一軸通過齒輪室中的一對齒輪 (6) 同步進行。潤滑僅限于兩個軸承和齒輪室，它們通過具有壓縮環的迷宮密封 (5) 與吸入室 (8) 密封開來。由于吸入室中無摩擦，羅茨真空泵可在高轉速 (1,500 –3,000 rpm ) 下操作。無往復運動質量還能提供無故障的動態平衡，這意味著，羅茨真空泵的運轉極其安靜，盡管其具有高轉速。

設計
轉子軸軸承安排在兩個側蓋中。它們在一側被設計為固定軸承，在另一側被設計為可動（松動）軸承，以實現殼體和轉子之間不平衡熱膨脹。軸承使用通過飛濺圓盤置換到軸承和齒輪的油進行潤滑。標準版本上驅動軸饋通與外部通過浸入在密封油中、由 FPM 制成的徑向軸密封環密封。為保護軸，密封環在保護套上運行，該保護套在磨損后可更換。
如果與外部之間需要進行嚴密密封，泵還可通過帶有罐裝置的永磁體耦合方式驅動。該設計能提供泄漏率 QI 小于10-6 Pa m3 s-1。

泵性能，加熱

由于羅茨泵沒有內部壓縮或出口閥，當吸入室打開時，其氣體體積回流到吸入室，然后必須對著出口壓力重新排放。由于這種影響，特別是在入口和出口之間存在高壓差的情況下，產生高能量耗散，這導致泵在低氣體流量下顯著變熱，而低氣體流量只能傳送少量的熱。與殼體相比，旋轉羅茨活塞相對難以冷卻，因為它們實際上是真空絕緣的。因此，它們的膨脹比殼體厲害。為防止接觸或咬粘，z*大可能的壓差以及耗散能量通過溢流閥 (7) 進行限制。該閥連接至入口側和泵直通通道的壓力側。在超過z*大壓差且z*大壓差允許較大或較少部分的進氣從壓力側流回到入口側時（這取決于吞吐量），重錘式閥板打開。由于受限壓差，標準羅茨泵不能向氣壓排放，而需要前級泵。然而，帶有溢流閥的羅茨真空泵甚至可在氣壓下與前級泵一起開啟，從而在一開始就增加其抽速。這縮短了排空時間。