ذرات باردار در شتاب‌دهنده‌ها با سرعت بالا حرکت می‌کنند و اگر با مولکول‌های هوا یا گازهای دیگر برخورد کنند، انرژی خود را از دست می‌دهند و از مسیر منحرف می‌شوند. پمپ‌های وکیوم با حذف این ذرات مزاحم، امکان شتاب‌دهی کارآمدتر ذرات را فراهم می‌کنند. 

خلاء بالا همچنین از اجزای داخلی شتاب‌دهنده در برابر آسیب ناشی از خوردگی و زنگ‌زدگی محافظت می‌کند. این امر به ویژه در شتاب‌دهنده‌هایی که از فلزات حساس استفاده می‌کنند، حائز اهمیت است. 

با کاهش تعداد برخورد ذرات شتاب‌دهنده با ذرات دیگر، دقت و کارایی دستگاه افزایش می‌یابد. این امر منجر به تولید پرتوهای ذرات با انرژی و دقت بالاتر می‌شود. 

این پمپ‌ها از پره‌های چرخان با سرعت بالا برای ایجاد خلاء استفاده می‌کنند و می‌توانند به فشار بسیار پایینی دست پیدا کنند. 

این نوع پمپ‌ها از یک جریان بخار برای جذب و حذف مولکول‌های گاز استفاده می‌کنند. 

این پمپ‌ها با استفاده از دماهای بسیار پایین (معمولاً پایین‌تر از ۲۰ کلوین) مولکول‌های گاز را جذب و منجمد می‌کنند.