水环真空泵的主要组件是叶轮和壳体。叶轮由叶片和轮毂组成。叶片为扁平径向型或向前弯曲(朝向叶轮旋转方向)。在壳体内形成有圆筒状的空间，叶轮偏心地安装在该空间内，同时，在壳体内的适当位置设置有吸入口和排气口。吸气口和排气口通向叶轮侧壳体的气体分配器，以形成用于吸气和排气的轴向通道。
壳体不仅为叶轮提供了工作空间，而且还直接影响泵中工作介质(水)的运动，从而影响泵中的能量转换过程。
在水环式真空泵工作之前，有必要向泵中注入一定量的水，这部分水起着能量传递和密封的作用。当叶轮由电动机驱动旋转时，水在叶片的推力作用下获得圆周速度。由于离心力，水向外移动，即，水具有从叶轮轮毂中流出的趋势。并流向壳体的内表面，从而在壳体的内表面附近形成流动的水环。由于叶轮和壳体是偏心的，因此水环的内表面也相对于叶轮是偏心的。水环的内表面，叶片的表面，轮毂的表面以及壳体的两个侧盖的表面封闭了许多彼此不连接的小腔室。由于水环和叶轮是偏心的，因此在不同位置的小腔室的容积是不相同的。
随着叶轮的旋转，小腔室的容积不断变化。如果在将小腔室的体积从小变大的过程中，小腔室可以与吸入的气体连接，则气体将被连续吸出。当此腔室的体积从大变小时，请关闭它，以使吸入的气体跟随其后。
随着空间的减少，它会压缩。气体压缩到特定点后，空间与排气口连通，即，可以排出压缩气体。