水環式真空泵的葉輪與泵體呈偏心位置，兩端由側蓋封住，側蓋端面上開有吸氣窗口和排氣窗口，分別與泵的人口和出口相通。當泵體內充有適量的水時，由于葉輪的旋轉，水向四周甩出，在泵體內部和葉輪之間形成一個旋轉的水環，水環內表面與輪轂表面及側蓋端面中間形成月牙形的工作空腔，葉輪上的葉片又把空腔分成若干個互不相通的、容積不等的封閉小室。在葉輪的前半轉(吸入側)，小室的容積逐漸增大，氣體經吸入窗口被吸入到小室中，在葉輪的后半轉(排出側)小室容積逐漸減小，氣體被壓縮，壓力升高，然后經排氣窗口排出。水環泵工作時，必須從外部連續地注入一定量的水，以補充排氣帶走的損失水。這里的補充水除傳遞能量外，還起密封工作腔和冷卻氣體的作用。

　　使用中的水環泵有單級的、多級的和單級串接噴射器的串接式水環泵。兩級水環泵比單級水環泵有高的極限真空，而且吸氣量曲線下降較平坦，適用于較高真空下仍需要較大吸氣量的工作場合。兩級水環真空泵還可作水蒸氣射流等高真空泵的次級增壓泵。兩級水環泵是兩級葉輪串聯在同一根軸上，主軸與驅動裝置直接連接。用于電站凝汽器裝置上的兩級水環泵抽真空時有單級運行和兩級串聯運行兩種運行方式。

　　在電站中使用的串接式真空泵是把一臺噴射器接在水環泵的進口用以提高抽吸真空。以大氣為工作介質，從噴嘴高速射出，將被引射氣體抽出，以后再進入水環泵，在那里繼續被壓縮，最后排到氣、水分離箱。