真空冷卻主要應用于食品果蔬以及切花等的冷處理。它的應用原理與另外一種真空泵應用——真空干燥有些相似，但實際上并不相同

真空冷卻的原理有部分和真空干燥類似，就是水分在真空狀態下會快速蒸發。不同的地方在于真空干燥是去水分，而真空冷卻只是通過水的蒸發帶走熱量來達到冷卻降溫的目的。水在常壓下100℃沸騰蒸發，蒸發熱為2256kJ/kg，而當壓力下降到610Pa時，水會在0℃時即沸騰蒸發（此時也就是水的三相點前后），此時蒸發熱為2500kJ/kg。也就是說在低壓真空狀態下水分蒸發會帶走更多的熱量，從而實現制冷的效果。

真空冷卻的核心設備即真空室與真空泵，其主要過程在產品進入真空室后開始抽氣，將真空室內壓力抽至對應的飽和蒸汽壓力前后并保持，產品中的水分開始大量蒸發并帶走熱量，此時產品物體溫度會迅速下降，直至產品的溫度被冷卻到要求的溫度為止（過程中對于有些真空泵可能需要配備冷凝設備來捕集水蒸氣）。

真空冷卻相比風冷、水冷等冷卻方式具有節能、冷卻速度快、降溫相對均勻、對產品結構影響少等優點，也存在投資較大，產品失重率高等問題。但總的來說它還是一種快速清潔安全的冷卻技術，利大于弊，可以獲得高品質的產品