Nestemäisen renkaan tyhjiöpumpun toimintaperiaatteena on imeä kaasu juoksupyörän ja nesteen muodostaman nesteen renkaan pyörimisen perusteella. Nestemäisen rengaspumpun juoksupyörä on eksentrinen pumpun runkoon, ja kaksi päätä suljetaan sivukansien avulla. Sivupeitteen päätypinnassa on imuikkunat ja pakokaasuikkunat, jotka on kytketty pumpun tulo- ja poistoaukkoon. Kun juoksupyörä pyörii, neste heitetään pumpun rungon sisäseinään muodostaen nestekormus, joka on samankeskinen juoksupyörän kanssa. Nestemäisen renkaan sisäpinnan ja juoksupyörän navan ja sivupeitteen päätypinnan väliin muodostuu puolikuun muotoinen työontelo. Juoksupyörän terät jakavat ontelon useisiin suljettuihin kammioihin, joilla on erilaiset tilavuudet ja ilman yhteyttä. Juoksupyörän ensimmäisellä puoliskolla puolikuun muotoinen ontelo kasvaa vähitellen ja kaasu imetään; Juoksupyörän toisella puoliskolla puolikuun muotoinen ontelo vähenee vähitellen, kaasu puristetaan ja puretaan sitten pakokaasun läpi.
Nestemäisen renkaan tyhjiöpumpun käytön aikana työneste ei vain siirrä energiaa, vaan sillä on myös roolia työontelon tiivistämisessä ja kaasun jäähdyttämisessä. Siksi imety kaasu ei liukene työnesteeseen eikä reagoi kemiallisesti työnesteen kanssa.
