羅茨泵的真空除取決于泵本身結構和制造精度外，還取決于前級泵的真空。為了提高泵的真空度，可將羅茨泵串聯使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，再經排氣口排出。

    由于吸氣后v0空間是全封閉狀態，所以，在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時，由于排氣側氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強突然。當轉子繼續轉動時，氣體排出泵外。

    羅茨泵在泵腔內，有二個"8"字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有的間隙，可以實現高轉速運行。

    羅茨真空泵的兩個轉子在泵體中如何布置，決定了泵的總體結構。羅茨真空泵的總體結構布置一般有三種方案：立式：兩個轉子的軸線呈水平安裝，但兩個轉子軸線構成的平面與水平面垂直，這種結構，泵的進排氣口呈水平設置，裝配和連接管道都比較方便。但其缺點是泵的重心太高，在高速運轉時穩定性差，所以除小規格的泵外，采用這種結構型式的不太多。