無油旋片式真空泵旋轉時，靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內壁保持接觸，轉子旋轉帶動旋片沿旋片真空泵腔內壁滑動。兩個旋片把轉子、泵腔和兩個端蓋所圍成的月牙形空間分隔成A、B、C三部分，當轉子按箭頭方向旋轉時，與吸氣口相通的空間A 的容積是逐漸增大的，正處于吸氣過程。而與排氣口相通的空間C的容積是逐漸縮小的，正處于排氣過程。居中的空間B的容積也是逐漸減小的，正處于壓縮過程。由于空間A的容積是逐漸增大（即膨脹），氣體壓強降低，旋片真空泵的入口處外部氣體壓強大于空間A內的壓強，因此將氣體吸入。

     當空間A與吸氣口隔絕時，即轉至空間B的位置，氣體開始被壓縮，容積逐漸縮小，最后與排氣口相通。當被壓縮氣體超過排氣壓強時，排氣閥被壓縮氣體推開，氣體穿過油箱內的油層排至大氣中。由旋片真空泵的連續運轉，達到連續抽氣的目的。如果排出的氣體通過氣道而轉入另一級（低真空級），由低真空級抽走，再經低真空級壓縮后排至大氣中，即組成了雙級旋片真空泵。這時總的壓縮比由兩級來負擔，因而提高了極限真空度。