擴散泵主要泵體、擴散噴嘴、蒸汽導管、油鍋、加熱器、擴散器、冷卻系統和噴射噴嘴等部分組成（見圖）。當油擴散泵用前級泵預抽到低于1帕真空時，油鍋可開始加熱，沸騰時噴嘴噴出高速的蒸汽流，熱運動的氣體分子擴散到蒸汽流中，與定向運動的油蒸汽分子碰撞，氣體分子因此而獲得動力量，產生和油蒸汽分子運動方向相同的定向流動，到前級，油蒸汽被冷凝，釋出氣體分子，即被前級泵抽走而達到抽氣目的。泵油的蒸氣壓直接影響泵的真空性能，但油擴散泵所使用的任何泵油，都是蒸汽壓不同的多組分的混合物。因此，要提高油擴散泵的抽氣和真空性能，泵在工作中自身還要對泵油進行分餾和凈化。分餾目的是使高蒸汽壓組分的油不進入高真空工作噴嘴（高真空端的噴嘴）；凈化的是使高蒸汽壓組分的油在工作過程中不斷為前級泵所抽除、使油逐漸于純凈。