在泵轴上安装了对于圆柱形泵壳偏心的星形叶轮，启动前，向泵内注入一定高度的水。当叶轮旋转时，因为离心力的作用将水甩至泵体四壁，形成一个和转轴同心的水环，水环上部的内表面与轮壳相切，水环下半部的内表面与轮壳构成了一个气室，这个气室的容积在右半部是递增的，在前半圈中随着轮壳与水环间容积的增加而构成真空，因此空气通过抽水管及真空泵泵壳端盖上月牙形的进气口被吸入真空泵内；在后半圈中，随着轮壳与水环间容积的减少而空气被压缩，通过泵壳端盖上另一个月牙形排气口被排出。经过叶轮不断地旋转，从而水环式真空泵把空气抽走。