在实验室中，真空泵的应用非常广泛。例如，在材料科学研究中，需要使用高真空环境制备纳米级材料；在物理学领域，实验器具的真空度也对实验结果有着至关重要的影响；在生命科学中，真空泵则可以用于制备和处理生物样品。
实验室真空泵应安装在清洁、平坦、干燥和通风良好的场所，尽量保持泵温在15℃-40℃为宜，否则会由于油温的升高，粘度的下降，饱和蒸汽压会增加，从而引起极限真空有所下降。

实验室使用微型真空泵,实验室高真空泵,直联式真空泵,小型真空泵，常用的真空泵有旋片式真空泵、往复式真空泵、扩散泵、分子泵和隔膜泵。

微型真空泵,实验室高真空泵,直联式真空泵,小型真空泵，真空泵在实验室中具有广泛的应用。

减压蒸馏，通过降低蒸馏系统的压力，使液体的沸点降低，从而在较低温度下实现液体的蒸馏分离。用于分离和提纯沸点较高或在高温下易分解的有机化合物，如某些天然产物、高分子化合物的单体等。

真空干燥，在真空环境下，水分或其他溶剂的蒸发速度加快，同时降低干燥温度，避免样品在高温下发生变质、变形等问题。适用于干燥热敏性物质、易氧化物质以及含有结晶水的化合物等，如生物样品、药物中间体、催化剂等。

真空过滤，利用真空泵在过滤装置中形成负压，加快液体通过滤纸或滤膜的速度，实现固液分离。常用于微生物检测、水质分析、化学合成等实验中，对含有少量固体杂质的溶液进行快速过滤，或者用于收集滤液中的目标物质。

冷冻干燥，先将样品冷冻至低温，使其中的水分冻结成冰，然后在真空环境下，让冰直接升华成水蒸气，从而达到干燥的目的。广泛应用于生物制品、药品、食品等领域的实验室，如保存蛋白质、疫苗、菌种等生物样品，以及制备一些需要保持原有结构和活性的干燥产品。

真空镀膜，在真空环境中，将镀膜材料加热蒸发或溅射，使其原子或分子沉积在样品表面形成薄膜。常用于材料科学、光学等领域的实验室，如在光学元件表面镀增透膜、反射膜，在半导体芯片上镀金属电极等。

气体收集与分析，真空泵可以将反应体系中的气体抽出并收集，以便进行后续的分析。在化学动力学研究、催化反应机理研究等实验中，通过收集和分析反应过程中产生的气体，了解反应的进程和产物分布。