Membraanvacuümpompen zijn trillingsverdringerpompen. Ze behoren tot de vacuümpompfamilie voor gasoverdracht. Door het bereik dat ze bieden, vallen ze in de categorie van grofvacuüm. Ze zijn belangrijk in laboratoria waar een druk van slechts enkele mbar nodig is. Dit leidt onder andere tot het gebruik in chemische laboratoria voor farmaceutische of medische processen. 

Membraanvacuümpompen zijn eentraps of meertraps droge compressievacuümpompen (membraanpompen met maximaal vier trappen worden geproduceerd). Hierbij wordt de omtrek van een membraan gespannen tussen een pompkop en de behuizingswand (Fig. 2,1) Deze wordt door middel van een drijfstang en een excenter oscillerend bewogen. De pomp- of compressiekamer, waarvan het volume periodiek toeneemt en afneemt, beïnvloedt de pompwerking. De kleppen zijn zo geplaatst dat ze tijdens de fase waarin het volume van de pompkamer toeneemt, open staan naar de aanzuigleiding. Tijdens de compressie is de pompkamer verbonden met de uitlaatleiding. Het membraan zorgt voor een hermetische afdichting tussen de tandwielkamer en de pompkamer, zodat deze vrij blijft van olie en smeermiddelen (droge compressievacuümpomp). Het membraan en de kleppen zijn de enige componenten die in contact komen met het te verpompen medium. Bij het coaten van het membraan met PTFE (Teflon) en bij het vervaardigen van de inlaat- en uitlaatkleppen van een sterk gefluoreerd elastomeer, zoals in het geval van de DIVAC van Leybold, is het dan mogelijk agressieve dampen en gassen te verpompen. Daardoor is het zeer geschikt voor vacuümtoepassingen in het chemisch laboratorium.

1) Behuizingsdeksel 2) Kleppen 3) Deksel 4) Membraanschijf 5) Membraan 6) Membraansteunschijf 7) Drijfstang 8) Excentrische schijf

De laatste tijd zijn membraanpompen steeds belangrijker geworden, vooral om milieuredenen. Ze zijn een alternatief voor waterstraalvacuümpompen, omdat membraanpompen geen afvalwater produceren. Over het algemeen kan een membraanvacuümpomp tot 90% van de bedrijfskosten besparen in vergelijking met een waterstraalpomp. In vergelijking met draaischuifpompenis de pompkamer van membraanpompen volledig olievrij. Door het ontwerp zijn er geen olieondergedompelde asafdichtingen nodig. 

Vanwege de beperkte elastische vervormbaarheid van het membraan wordt slechts een relatief lage pompsnelheid bereikt. Bij dit pompprincipe blijft een volume bij het bovenste dode punt – de zogenaamde 'dode ruimte' - van waaruit de gassen niet naar de uitlaatleiding kunnen worden verplaatst. De hoeveelheid gas die bij de uitlaatdruk blijft, zet uit in de uitzettende pompkamer tijdens de daaropvolgende zuigslag en vult deze daardoor, zodat naarmate de inlaatdruk afneemt, de hoeveelheid toestromend nieuw gas steeds minder wordt. Daarom verslechtert het volumetrische rendement voortdurend. Membraanvacuümpompen zijn niet in staat om een hogere compressieverhouding te bereiken dan de verhouding tussen de 'dode ruimte' en het maximale volume van de pompkamer. Bij eentraps membraanvacuümpompen bedraagt de haalbare einddruk ongeveer 80 mbar. Tweetrapspompen zoals de DIVAC van Leybold kunnen ongeveer 10 mbar bereiken (zie Afb. 2,2) kunnen drietrapspompen ongeveer 2 mbar bereiken en viertrapsmembraanpompen ongeveer 5 ·10 ^-1 mbar. 

Membraanpompen met een zulke lage einddruk, zoals de driekops- en vierkopsmembraanpompen, zijn geschikt als hulppompen voor turbomoleculaire pompen met volledig geïntegreerde moleculaire sleepfasen (compound- of breedbereik-turbomoleculaire pompen). Op deze manier wordt een pompsysteem verkregen dat volledig vrij is van olie, wat van groot belang is voor meetopstellingen met massaspectrometersystemen en lekdetectoren. In tegenstelling tot draaischuifpompen biedt deze combinatie van pompen voor lekdetectoren het voordeel dat er van nature geen helium in de membraanpomp wordt opgelost, waardoor een mogelijke opbouw van een heliumachtergrond volledig wordt vermeden. Het eindvacuüm voor oliegesmeerde draaischuifpompen of scrollpompen is echter aanzienlijk beter dan dat van zelfs de 4-kops membraanpompen.