隨著多級泵技術的進步，單級葉輪的泵可通過提高泵的轉速來提高泵的揚程。
多級泵可用于石油、化工、機械、礦山、輕工、醫藥及食品等許多工業部門。在工業生產的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，多級泵得到廣泛的應用。
如果以葉輪的下部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。
綜上所述，多級泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的，因此它是可以變容積的離心泵。
在泵實際需要揚程小于125米時，可根據泵房面積、泵價格（多級泵一般比單級泵價格偏高）、等因素綜合考慮該選用單級泵還是多級泵。
多級泵是指有兩只或兩只以上葉輪的泵，最高揚程可以超過125米；多級泵在單級泵揚程需要必須配兩級電機的情況下，可以通過增加葉輪個數來配用四級電機，從而可以提高泵使用壽命和降低機組噪音，但是多級泵維修相對單級泵來說要困難一點。
在多級泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環。水環的下部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的上部內表面剛好與葉片頂端接觸（實際上葉片在水環內有一定的插入深度）。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數目相等的若干個小腔。