低溫泵是利用低溫表面冷凝氣體的真空泵，又稱冷凝泵。低溫泵的熱負載主要是氣體的凝結熱和周圍壁面對工作冷板的輻射熱。凝結熱與氣體種類有關，對于 80K、133.322帕·升的氮氣冷凝在20K冷板上的凝結熱為0.3～0.6焦耳。

在低溫泵內設有由液氦或制冷機冷卻到溫度的冷板。它使氣體凝結，并保持凝結物的蒸汽壓力低于泵的極限壓力，從而達到抽氣作用。低溫抽氣的主要作用是低溫冷凝、低溫吸附和低溫捕集。①低溫冷凝：氣體分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的氣體層上，其平衡壓力基本上等于冷凝物的蒸氣壓。

工作原理：

低溫泵能夠達到很高真空(10-11 Pa)，有排氣速度快、無油和安裝方向不受限制等特點，其構造如圖1所示。

1—一級冷臺；2—二級冷臺；3—低溫罩；4—屏蔽罩；5—擋板

低溫泵的一級冷臺上，設置屏蔽罩和擋板，溫度維持在80K。二級冷臺維持在15K，上面設置低溫罩和活性炭吸附劑。

水蒸氣凝固在80K屏蔽罩和80K擋板上；氮氣、氧氣和氬氣凝固在15K低溫罩上；氫氣、氦氣和氖氣被吸附在15K低溫罩內側的吸附劑上。低溫泵可以對所有氣體排氣，但是如果吸附的氣體量過多，則排氣速度降低。這時，需要將低溫泵加熱，放出吸附的氣體后，重新使用。