多級泵是靠泵腔容積的變化來實現吸氣、壓縮和排氣的，依靠葉輪的旋轉在獲取離心力，多級泵是離心泵的一種。多級泵按結構可以分為很多種，每種結構原理都不一樣。

一、余擺線式
在多級泵腔內偏心裝有一個型線為余擺線的轉子，它沿泵腔內壁轉動并將泵腔分成兩個可變容積。泵的動平衡性好，所以運轉較平穩、振動亦小，轉速可以提高，可以做到尺寸小、抽速大，適合發展為大抽速的機械多級泵。由于吸氣管路短而粗，有利于提高多級泵低壓力下的抽速。
二、定片式
定片式多級泵在泵殼內裝有一個與多級泵內表面靠近的偏心轉子，泵殼上裝有一個始終與轉子表面接觸的徑向滑片，當轉子旋轉時，滑片能上、下滑動將多級泵腔分成兩個可變容積。定片式多級泵抽速較小，有單級、雙級之分，泵的極限真空可達10-1Pa。多級泵的結構簡單、使用壽命較長和檢修容易，但由于其工作性能不如旋片泵，所以目前已經很少生產和應用。
三、旋片式
旋片式多級泵轉子以一定的偏心距裝在多級泵殼內并與泵殼內表面的固定面靠近，在轉子槽內裝有兩個(或兩個以上)旋片，當轉子旋轉時旋片能沿其徑向槽往復滑動且與泵殼內壁始終接觸，此旋片隨轉子一起旋轉，可將泵腔分成幾個可變容積。旋片式泵屬于低多級泵。它可以單獨使用，也可以作為其他高真空泵或超高多級泵的前級泵。旋片多級泵多為中小型泵，產品已經系列化。旋片泵有單級和雙級兩種，一般多做成雙級的，以獲得較高的泵度。旋片多級泵絕大多數是單工作腔結構，常用兩個徑向滑片，排污泵也有用三個斜置滑片的。貫穿滑片多級泵也有應用。
四、滑閥式
滑閥式多級泵在偏心轉子外部裝有一個滑閥，轉子旋轉帶動滑閥沿泵殼內壁滑動和滾動，滑閥上部的滑閥桿能在可擺動的滑閥導軌中滑動，而把多級泵腔分成兩個可變容積。滑閥式多級泵的抽氣原理與旋片泵相似，但兩者結構不同。滑閥式泵是利用滑閥機構來改變吸氣腔容積的，故稱滑閥多級泵。
五、多級噴射泵
常單級噴射器的由兩個或兩個以上的噴射器和冷凝器串聯組成，稱為多級噴射泵。冷凝器的作用是將混合物中的可凝性蒸汽部分凝結排除，以減少下級噴射器的負荷。
冷凝器安裝在第一級噴射器入口前，磁力泵主要為了減少第一級泵的負荷。只有當被抽混合物中含有大量的可凝性蒸汽，并且其蒸汽分壓強大于冷卻水溫所對應的飽和蒸汽壓時方可使用。中間冷凝器安裝在多級泵中間，具體位置應視進入冷凝器的混合物中的蒸汽分壓強及冷卻水溫而定，其作用是減少下級泵的負荷。后冷凝器安裝在末級噴射器之后，主要是為了消除末級噴射器的廢氣、噪聲，有時用來回收未級噴射器的余熱。