隔膜真空泵是干式正排量泵。曲軸驅動的連桿 (4) 移動在頭蓋 (2) 和殼體 (3) 之間張緊的隔膜 (1)。頭蓋和隔膜之間的空間形成吸入室 (5)。隔膜泵需要入口閥和出口閥 (6) 以實現目標氣體排量。由彈性體材料制成的壓力控制斷流閥用作此閥。由于吸入室通過各隔膜與驅動器嚴密密封開來，泵介質不會受到油的污染，侵蝕性介質也不會腐蝕機械結構。出口閥和吸入室之間的固定空間產生一個受限制的壓縮比，這意味著，只要一個抽吸階段就可實現約 70 hPa 的極限壓力。

串聯連接的多個抽吸階段使實現 0.5 hPa 的極限壓力稱為可能。較低的壓力無法實現，因為在這種情況下，不再有足夠的力用于打開入口閥。隔膜泵的原理特別適合于大約 10 m3 ·h-1 的低抽速。