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。
