超高真空应用领域是当压力超过10^-5Pa之后就进入到了。这个时候，多数真空泵的抽气作用已经停止或者抽速很低。那这个时候用来实现超高真空的真空泵都有哪些呢?
第一种，扩散泵。扩散泵对惰性气体有着很好的抽气作用，比如即使在10^-13Pa压力下，其对氦仍能保持稳定抽速，因此在很多的超高真空系统中得到运用。但扩散泵的返流引起的油污染限制了它的应用，同时对氢的压缩比也是限制其极限压力的一个因素。
第二种，涡轮分子泵。涡轮分子泵是一种比较理想的清洁泵，其对分子量大的气体压缩比大，对轻的气体压缩比就小，在一些应用领域开始替代油扩散泵。超高真空应用中，影响涡轮分子泵极限压力的主要因素是入口段泵体内表面和转子零件表面的材料放气。
第三种，溅射离子泵。溅射离子泵也是一种无油清洁真空泵，对惰性气体的抽速大。其在10^-8Pa压力以下时，由于自由电子密度减少潘宁区无法产生放电，会出现抽速降低，甚至“灭火”。
第四种，冷冻升华钛泵。冷冻升华钛泵是将钛膜蒸发在77K以下的冷面上，拥有较大的抽速与较低的极限压力，不仅可以实现抽气的作用，同时可以减少放气与防止返流的作用，在空间模拟以及极高真空获得中不可或缺。缺点是对惰性气体抽速很小，必须与其他泵配合。
第五种，弹道钛泵。弹道钛泵的极限压力在10^-9Pa，对惰性气体有一定抽速，但抽速不易做大，因此经常被升华泵与溅射离子泵代替。
第六种，低温冷冻泵。低温泵也是超高真空获得的主要方法之一，可以通过加大冷冻吸附面获得很大的抽速，不含工作液体，属于清洁真空泵。