Vakuové pumpyse používají v různýchvakuové systémy, spolu s komorami a provozními metodami. V některých případech bude v jedné aplikaci použito více než jedno čerpadlo (v sérii nebo paralelně). Objemové čerpadlo, které přenáší zatížení plynu ze sacího otvoru do výstupního (výfukového) portu, lze použít k vytvoření částečného vakua, často známého jako hrubé vakuum. Taková čerpadla mohou dosáhnout pouze nízkého vakua kvůli jejich mechanickému omezení. K vytvoření většího vakua (obvykle poté, co se k vytvoření rychlého vakua použije záporná objemová vývěva) musí být následně využity další postupy, obecně za sebou. K podpoře difuzního čerpadla lze použít olejově utěsněné rotační lopatkové čerpadlo (nejtypičtější objemové čerpadlo) nebo k podpoře turbomolekulárního čerpadla lze použít suché spirálové čerpadlo. Existují i jiné kombinace v závislosti na požadované síle vakua.
Vysokého vakua je obtížné dosáhnout, protože vlastnosti odplynění a tlaku par všech materiálů vystavených vakuu musí být pečlivě zkoumány. Oleje, tuky a plastová nebo pryžová těsnění používaná například jako těsnění vakuové komory se při kontaktu s vakuem nesmí vyvařit; jinak budou produkované plyny bránit dosažení příslušného stupně vakua. Všechny povrchy vystavené vakuu se musí často pražit při vysoké teplotě, aby se odstranily absorbované plyny.
Vysušení před vakuovým čerpáním může také pomoci zabránit úniku plynu. Kovové komory s kovovým těsněním, jako jsou Kleinovy příruby nebo ISO příruby, jsou častější u těsnění komor s vysokým vakuem než pryžová těsnění, která jsou běžnější u uzávěrů komor s nízkým vakuem. Systém musí být čistý a bez organických nečistot, aby se snížilo odplyňování. Všechny materiály, pevné nebo kapalné, mají nízký tlak par, a když tlak vakua klesne pod tento tlak par, odplynění se stává kritickým. Výsledkem je, že mnoho materiálů, které dobře fungují při nízkém vakuu, jako je epoxid, může odplyňovat při vyšším vakuu. S těmito ochrannými prvky lze pomocí různých molekulárních vývěv dosáhnout vakua 1 mPa. Při správném návrhu a provozu je možné dosáhnout 1 µPa.
Čerpadla různých typů mohou být použita v sérii nebo paralelně. Objemové čerpadlo by se použilo k odstranění většiny plynu z komory ve standardní sekvenci odčerpávání, počínaje atmosférou (760 Torr, 101 kPa) a pracovat až do 25 Torr (3 kPa). Tlak by se pak snížil na 104 Torr pomocí sorpčního čerpadla (10 mPa). Ke snížení tlaku na 108 Torr (1 Pa) by se použilo kryopumpa nebo turbomolekulární čerpadlo. Při tlaku nižším než 106 Torr lze spustit extra iontovou pumpu k odstranění plynů, které kryopumpa nebo turbo pumpa nezvládne, jako je helium nebo vodík.
Pro ultravysoké vakuum je často vyžadováno vlastní zařízení, přísné provozní postupy a značné množství pokusů a omylů. Nejběžnější jsou vakuové systémy z nerezové oceli s vakuovými přírubami s kovovým těsněním. Pro dočasné zvýšení tlaku par všech odplyňovacích prvků v systému a jejich vyvaření se systém normálně peče, ideálně ve vakuu. Toto odplynění systému lze v případě potřeby provést také při pokojové teplotě, i když to bude trvat podstatně déle. Systém může být chlazen na nižší tlak par, aby se snížilo zbytkové odplyňování během skutečného provozu, jakmile byla většina odplynovaných materiálů vyvařena a evakuována. Kapalný dusík se používá k chlazení některých systémů hluboko pod pokojovou teplotu, aby se zastavilo zbytkové odplyňování a zároveň se systém kryopumpoval.
Některé neobvyklé únikové cesty a zdroje odplynění musí být řešeny v systémech s ultravysokým vakuem. Absorpce vody hliníku a palladia se stává nesnesitelnou příčinou odplynění a je třeba řešit i tvrdé kovy, jako je nerezová ocel a titan. Při silném vakuu se některé oleje a tuky vyvaří. Může být nutné řešit poréznost kovových stěn vakuové komory a směr zrna kovových přírub.
Je třeba vzít v úvahu vliv velikosti molekuly. Menší molekuly snadněji prosakují a absorbují specifické materiály; takže molekulární čerpadla jsou méně účinná při čerpání plynů s menší molekulovou hmotností. Ačkoli systém může být schopen odstranit dusík (hlavní složku vzduchu) do příslušného vakua, v komoře mohou být stále přítomny zbývající okolní vodík a helium. Problémy s odplyňováním vznikají v nádobách vyložených materiálem vysoce propustným pro plyny, jako je palladium (vysokokapacitní vodíková houba).
