水環式真空泵的葉輪與泵體呈偏心位里，兩端由側蓋封住，側蓋端面上開有吸氣窗口和排氣窗口。分別與泵的入口和出口相通。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。
