真空ポンプを動作原理で分類すると，気体輸送式真空ポンプと気体ため込み式真空ポンプに分類されます。
気体輸送式真空ポンプは、気体を吸気側から排気側に向かって輸送する方式により排気するもので、
気体ため込み式真空ポンプは、真空ポンプの中に吸気側から入ってくる気体をため込むことにより排気するものです。
気体輸送式真空ポンプの主要なものとして，古くから使用されている油回転真空ポンプがあります。油回転真空ポンプの原理は，ステーター内で回転する羽根が気体をかき出すように排出します。
また，最近注目されている真空ポンプの原理としてドライポンプがあります。ドライポンプの原理は，高速回転するロータによって気体を排出するものです。ドライポンプの動作原理は，油や液体を真空室内に使用しない点が特徴で、クリーンな排気ができます。
気体ため込み式真空ポンプの主要なものとして，イオンポンプがあります。
イオンポンプの原理は，チタンのゲッター作用により気体を排出するものです。
クライオポンプも、気体ため込み式真空ポンプの一つで、これは超高真空を得ることができるポンプです。
原理は2段式になっているのが特徴で、1段目で冷却し水分を排気します。
2段目でさらに冷却することで分子を廃棄し、超高真空を得られます。
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それぞれの動作原理によって，達成できる真空度が異なることから、多くの場合は異なる動作原理をもつポンプを組み合わせて使用します。
