羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態，所以，在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時，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，使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時，氣體排出泵外。
羅茨真空泵性能特點：
在較寬的壓強范圍內有較大的抽速；
起動快，能立即工作；
對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；
轉子不必潤滑，泵腔內無油；
振動小，轉子動平衡條件較好，沒有排氣閥；
驅動功率小，機械摩擦損失小；
結構緊湊，占地面積小；
運轉維護費用低。
因此，羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業部門得到廣泛的應用。