多级泵是离心泵的一种也是依靠叶轮的旋转在获取离心力，等到气体密度达到机械真空泵的工作范围再把气体抽出从而逐渐获得高真空.
在多级泵体中装有适量的水作为工作液.当叶轮按顺时针方向旋转时水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环.水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度).此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔.
如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入终了时小腔则与吸气口隔绝；当多级泵叶轮继续旋转时，小腔由大变小使气体被压缩；当小腔与排气口相通时气体便被排出泵外.
综上所述多级泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩、排气的是可以变容积的离心泵.
多级泵可用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门.在工业生产的许多工艺过程中如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等多级泵得到广泛的应用.可抽除易燃、易爆的气体此外还可抽除含尘、含水的气体，因此多级泵应用日益增多.