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(lián)使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內氣體沒(méi)有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過(guò)排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時(shí)，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(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內，有二個(gè)“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動(dòng)比為1的一對齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉的運動(dòng)。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一段的間隙，可以實(shí)現高轉速運行。

 羅茨真空泵的兩個(gè)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：

1、立式：兩個(gè)轉子的軸線(xiàn)呈水平安裝，但兩個(gè)轉子軸線(xiàn)構成的平面與水平面垂直，這種結構，泵的進(jìn)排氣口呈水平設置，裝配和連接管道都比較方便。但其缺點(diǎn)是泵的重心太高，在高速運轉時(shí)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。

2、臥式：兩個(gè)轉子的軸線(xiàn)呈水平安裝，兩個(gè)轉子軸線(xiàn)構成的平面成水平方向，這種結構的泵的進(jìn)氣口在泵的上方，排氣口在泵的下方（也有與此相反的）。下邊的排氣口一般為水平方向接出，所以進(jìn)排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個(gè)三通管向兩個(gè)方向開(kāi)口，一端接排氣管道，另一端死或接旁通閥時(shí)使用。這種結構的特點(diǎn)是重心低，高速運轉時(shí)穩定性好。大中型泵多采用此種結構型式。

3、豎軸式：   有的羅茨泵的兩個(gè)轉子軸線(xiàn)與水平面垂直安裝。這種結構的裝配間隙容易控制，轉子裝配方便，占地面積小，但齒輪等傳動(dòng)機構裝拆不便，潤滑裝置也較復雜。

當總體結構決定后，泵體本身的結構與形狀也就相應地決定了。

4、帶溢流閥的羅茨泵：為了防止超載引起事故，羅茨泵上裝有一個(gè)比較的保護器，即在旁通管路上裝有一個(gè)溢流閥。排氣口處于規定壓力時(shí)，溢流閥是關(guān)閉的。當其排氣口壓力超過(guò)規定壓力時(shí)，則溢流閥的閥門(mén)自動(dòng)被頂開(kāi)而產(chǎn)生溢漢，排氣口壓力變正常后，溢流閥再自行關(guān)閉。它能自動(dòng)調節，也是泵的允許壓差裝置，因此溢流閥的好處是使羅茨泵能連同前級泵一起，在各種壓力范圍內能連續運轉。采用這種設計，能使真空容器在粗真空狀態(tài)的抽氣停息時(shí)間可縮短30~50%.對于比較大的泵，溢流閥安裝在泵體外邊的旁通管路上，在比較小的泵上，溢流閥則是裝在泵殼內的。

5.帶蒸汽冷凝器的羅茨泵：在需要抽吸蒸汽情況下，抽氣機組要設計會(huì )使蒸汽冷凝的冷凝器，這個(gè)冷凝器可裝在泵之前或裝在泵之后，而不裝在羅茨泵的泵體上。在某種情況下，冷凝特升化吸熱能夠減少羅茨泵發(fā)熱。假設采用了復式冷凝器，在維修時(shí)可用適當的溶劑清理污垢，蒸汽就能順暢地在導管中流動(dòng)。