在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中指示的方向順時針旋轉時，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。水環的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下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葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部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。
水環泵－大風泵機組：即便采納雙級水環泵，極限真空度的普及也只是在定然的規模之內，這是所以受到水的飽和蒸汽壓的制約。水環泵的實踐極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。那末思忖氣體返流等成分的莫須有，理論上溯環泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。為了普及前級泵的極限真空度，還能夠使水環泵與大風泵組合運用。那樣，串聯一級大風泵后的極限真空度可達20~30Torr,那末水環泵與二級大風泵組合，則極限真空可達2~10Torr。
水環泵串聯機械真空泵：此機組重要用來須要解決一大批水蒸汽，且極限真空度務求較高的抽真空零碎，比如在真空干澀上面。務求解決一大批水蒸汽的真空零碎中，運用水環泵是較適合的，但因為其極限真空度不高，以致整個機組的極限真空度較低。固然在務求真空度較高的抽真空零碎中，須要極限真空較高的機械真空泵作為前級泵運用。但因為水環泵的耗電量大，效率很低，噪聲高，在須要短工夫的真空干澀零碎中，用水環泵作為前級泵很不經濟。在上述狀況下，可將氣鎮機械真空泵與水環泵串聯，作為前級泵。真空干澀時，先用水環泵繼續預抽，直至水蒸汽一大批縮小時，再開行氣鎮機械真空泵，切斷水環泵。如須要較短工夫能力實現干澀的場合，所需結冰水和功率都較少。