2X和2XZ系列旋片真空泵的工作原理为：带有旋片的前后级转子偏心的安装在圆筒形的前后级气缸内。当转子高速旋转时，装在转子槽中自由活动的旋片，由于离心力和弹簧力的作用被强制向外推出，它的顶部和气缸内壁紧贴，这样气缸上的进出口被他们隔离。通向进口的一部分容积随着转子旋转而逐渐的周期性缩小。这样空气或混合气体首先被高真空级进口吸入，而后被压缩，通过它的排气阀排出。在工作过程中，当排气压力不足以推开排气阀时，被压缩的气体只能进入第二级被进一步压缩，并最后经过第二级排气阀被排到大气中，这样在泵的吸入口就获得了真空。

排气阀一般都浸在油中，借以防止气体逆流。真空泵油在泵中循环流动，起着润滑和密封的作用。

2X和2XZ系列旋片式真空泵还装有气镇阀，其结构类似一般的气体单向阀。当被抽气体中含有少量的水蒸气时，开启气镇阀，向泵的排气腔内注入空气，用于提高排气腔的压力，使水蒸气不至于在泵中凝结成水，因而可以和空气一起排出，以防止油被凝结的水乳化，从而延长润滑油的使用寿命，提高真空泵的抽气性能。开启气镇阀抽气，虽然可以防止润滑油被凝结的水乳化，但降低了真空泵的极限真空，因此，真空泵再抽出不含水蒸气的纯空气时，应关闭气镇阀。