Їхня дія може базуватися на різних фізичних та хімічних принципах: кріогенні насоси використовують низьку температуру, для конденсації газу в посудині, у хімічних насосах молекули газу зв'язуються хімічними речовинами або адсорбують на поверхні, в іонізаційних насосах газ у вакуумній камері йонізується і витягається за допомогою сильних електричних полів.