Роторный компрессионный насос работает циклами. В течение каждого цикла создается объем в контакте с камерой, в которой давление должно быть снижено. Путем случайного движения молекулы из вакуумной камеры переходят в объем, созданный насосом . Затем этот объем отсекается от камеры и сжимается в контакте с односторонним клапаном. Если объем достаточно сжат, часть молекул пройдет через клапан.
Максимальная эффективность роторного компрессионного насоса — это соотношение между объемом, контактирующим с вакуумом, и наименьшим сжатым объемом, контактирующим с клапаном. Если соотношение составляет 1:1000 и насос откачивает воздух до атмосферного давления, то максимально достижимый вакуум составляет 1/1000 атмосферного давления. Это соответствует 0,76 Торр или 101,3 Па . Это ограничение делает роторные компрессионные насосы очень сложными в изготовлении, если необходимо достичь давления ниже примерно 1 Торр. Простота процесса делает роторный компрессионный насос дешевым, и он широко используется в качестве насоса низкого вакуума или форвакуумного насоса для диффузионного насоса или турбомолекулярного насоса .