在使用油扩散泵或分子泵的高真空环境中（10-1~10-5Pa）都存在着一定的残余气体，其中80%以上是水蒸汽、油蒸汽及其它高沸点的蒸汽。由于水的分子量比氮气、氧气、二氧化碳等气体的分子量小，分子泵和油扩散泵对其抽空能力表现较差，所以水蒸气对抽真空的速度影响很大，从而使产品的产量和质量受到影响。深冷捕集泵则是解决以上问题的上佳选择。
深冷捕集泵的工作原理：深冷机组将一段冷冻盘管（铜管或不锈钢管）制冷到-120℃以下，将冷冻盘管放置在真空系统中的任何部位，由于水蒸气的水分子呈无规则运到状态，最后撞击到盘管冷冻部位后，通过其表面的低温冷凝效应，被凝结成固体状态，水蒸气变成了固态冰，水分子不再进入真空系统中运动，这就达到了一种抽真空的效果，从而大大缩短抽真空的时间（可缩短30—60%的抽气时间），获得洁净的真空环境。这种专门在真空系统中捕集水蒸气（或气体高沸点的气体）的设备被称之为“深冷水汽捕集泵”，它被广泛应用于真空镀膜、航天军工、卫生医疗等领域。