真空除氧的工作原理是應用亨利定律和道爾頓定律，根據亨利定律可知,在封閉容器中，任何氣體同時存在于水面上,則氣體的溶解度與其自己的分壓力成正比,而且氣體的溶解度僅與其本身的分壓力有關。在一定壓力下,隨著水溫升高,水蒸汽的分壓力增大,而空氣和氧氣的分壓力越來越小。在100℃時,氧氣的分壓力降低到零,水中的溶解氧也降低到零。當水面上壓力小于大氣壓力時,氧氣的溶解度在較低水溫時也可達到零。這樣，水面上空間氧氣分子被排出,或轉變成其它氣體,從而氧的分壓力為零,水中氧氣就不斷地逸出，達到除氧的效果。
這種除氧方法一般在30℃～60℃溫度下進行。可實現水面低溫狀態下除氧 (在60℃或常溫),對熱力鍋爐和負荷波動大而熱力除氧效果不佳的蒸汽鍋爐,均可用真空除氧而獲得滿意的除氧效果。相對于熱力除氧技術來說：它的加熱條件要求很低,鍋爐房自耗汽量減少,并且真空除氧器可低位布置,對運行管理噴射泵、加壓泵等關鍵設備的要求比熱力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差,而且對噴射泵、加壓泵等關鍵設備的運行管理要求也很高。
