涡轮分子泵是利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子，使气体产生定向流动而抽气的真空泵，涡轮分子泵要由十多个动叶轮和静叶轮组成。动叶轮和静叶轮交替排列。动、静叶轮几何尺寸基本相同，但叶片倾斜角相反。图2为20个动叶轮组成的整体式转子。每两个动叶轮之间装一个静叶轮。静叶轮外缘用环固定并使动、静叶轮间保持1毫米左右的间隙，动叶轮可在静叶轮间灵活调整旋转。
涡轮分子泵的性能和特点泵的排气压力与进气压力之比称为压缩比。压缩比除与泵的级数和转速有关外，还与气体种类有关。分子量大的气体有高的压缩比。对氮(或空气)的压缩比为108～109；对氢为102～104；对分子量大的气体如油蒸气则大于1010。泵的更限真空度为10-9帕，工作压力范围为10-1～10-8帕，抽气速率为几十到几千升每秒(1升=10-3米)。涡轮分子泵需要在分子流状态(气体分子的平均灵活调整程远大于导管截面大尺寸的流态)下工作才能显示出它的优越性，因此要求配有工作压力为1～10-2帕的前级真空泵。分子泵本身由转速为10000～60000转/分的中频电动机直联驱动。
涡轮分子泵应用起动时间短，能抽除各种气体和蒸气；分子泵适用于在要求清洁的高真空和更高真空的仪器及设备上使用。工作压力范围宽，在10-1～10-8pa范围内具有稳定抽速；也可用来作为离子泵、升华泵、低温泵等气体捕集更高真空泵的前级预抽真空泵使用，这将获得更低的更限压力或更清洁的无碳氢化合物的真空环境。