低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵。低温泵可以获得抽气速率大、压力较低的清洁真空，广泛应用于半导体和集成电路的研究和生产，以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。
低温泵与一般通用泵不同，它要在液体输送过程中保持低温，尽量减少冷损，否则低温泵会由于液体的汽化而不能工作。因在低温条件下工作，其泵的材质、结构、运行，安装等方面都与通用泵有所不同。
在低温泵内设有由液氦或制冷机冷却到较低温度的冷板。它使气体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的压力，从而达到抽气作用。低温抽气的主要作用是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。①低温冷凝：气体分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的气体层上，其平衡压力基本上等于冷凝物的蒸气压。抽空气时，冷板温度要低于 25K；抽氢时，冷板温度更低。低温冷凝抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。②低温吸附：气体分子以一个单分子层厚 (厘米数量级)被吸附到涂在冷板上的吸附剂表面上。吸附的平衡压力比相同温度下的蒸气压力低得多。如在 20K时氢的蒸气压力等于大气压力，用 20K的活性炭吸氢时吸附平衡压力则低于帕。这样就可能在较高温度下通过低温吸附来进行抽气。③低温捕集：在抽气温度下不能冷凝的气体分子，被不断增长的可冷凝气体层埋葬和吸附。
120K时，水的蒸气压已低于帕。温度为20K时，除氦、氖和氢外，其他气体的蒸气压也低于帕。但由于被抽容器和低温冷板的温度不同，泵的压力高于冷凝物的蒸气压。对于室温下的容器，低温板为20K时，泵的压力约为冷凝物蒸气压力的4倍。
低温泵的结构特点：
立式结构：适于埋装在地下，不会受电动机热风、空气温度和日照等影响，易于保冷；能降低泵的吸上高度，增加灌注头，提高有效汽蚀余量；立式结构还有利于排气，使悬挂轴有足够高度便于布置轴封装置，故该泵也称为立式筒型泵。
对称结构：泵的总体结构力求对称布置，以便在冷态下能均匀变形。冷头一般采用二级机构，当阶段一达到80K,二级达到温度10K。
双层壳体：为了保冷方便和有利于输送危险介质，通常都制成双层壳体，内壳里面承受泵压，内外壳之间是吸入压力，这样可适当降低内壳的强度要求。外壳需做成真空夹层，已达到隔热效果。