葉輪與泵殼成偏心，泵殼內充一定量的水，葉輪旋轉使水形成水環。相鄰葉片旋轉時，與水環形成的空間（氣室）變大即進氣，空氣（氣室）逐漸變小，即空氣被壓縮。多組相鄰葉片，即多組往復壓縮。結構緊湊、工作平衡可靠和流量均勻，所以化工生產中多用來輸送或抽吸易燃、易爆和有腐蝕性的氣體。

水環式真空泵由于葉輪攪拌液體，損失能量大，故其效率很低。

性能特點：

優點：

結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。 結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。 壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。 由于泵腔內沒有金屬磨擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。 吸氣均勻，工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。

缺點：

效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。 真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，極限壓強只能達到2000~4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。 總之，由于水環泵中氣體壓縮是等溫的，故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點，盡管它效率低，仍然得到了廣泛的應用。