Vakuumska črpalka z vodnim obročem je v glavnem sestavljena iz telesa črpalke, rotorja, gredi in razdelilne plošče. Njegovo osnovno načelo delovanja je mogoče povzeti v naslednjih korakih:
Vbrizgavanje tekočine in oblikovanje tekočega obroča: Pred zagonom črpalke je treba v telo črpalke vbrizgati določeno količino tekočine (vode). Ko se rotor vrti, se tekočina zaradi centrifugalne sile vrže ob notranjo steno telesa črpalke in tvori enoten tekočinski obroč. Ta tekočinski obroč se tesno prilepi na notranjo steno telesa črpalke in deli komoro črpalke na več majhnih komor.
Dovod plina: Ko se propeler še naprej vrti, se prostornina vsake komore med lopaticami propelerja postopoma povečuje, kar ustvarja podtlak. V tem času se zunanji plin vleče v komoro črpalke skozi dovod in vstopa v te komore, ki se postopoma povečujejo.
Stiskanje plina: Ko se rotor vrti v določen položaj, se prostornina komor začne zmanjševati in tekočinski obroč se začne premikati bližje središču rotorja. To povzroči, da tekočinski obroč stisne-vas plin, pri čemer se postopoma zmanjša njegov volumen in poveča njegov tlak, s čimer se doseže stiskanje plina.
Izpust plina: Ko se rotor še naprej vrti, se prostornina komore še naprej zmanjšuje. Ko je dosežena določena raven, se plin stisne v bližino izpušne odprtine. Na tej točki se odpre izpušna odprtina in visokotlačni-plin se izprazni iz telesa črpalke in vstopi v nadaljnjo obdelavo ali sistem uporabe.
